Угловой датчик

ОЛ И САН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 Ц 572647

Союз СоветскихСоциалистнческих

Республик

»

49 4»

Ф

1 (б1) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.04.75 (21) 2125680/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 03.10.77 (51) М. Кл.- а6 01 В 11 26

Государственный комитет

Соната Министров СССР (53) УДК 531.71(088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Автор из эбретения

К. И. Куштанин (71) Заявитель (54) УГЛОВОЙ ДАТЧИК

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для измерения угловых величин и может найти применение в автоматических угломерных устройствах.

Известно устройство угловых измерений, содержащее стеклянный диск, закрепленный на пластине, имеющей вырез, в котором располагается кварцевый вибратор, осветительное приспособление, выполненное в виде лампы накаливания и конденсора, объектива и двух фотоэлементов, поляризатор — анализатор, автоматическое отсчетное приспособление и блок визуального отсчета (1). Недостатком известного устройства является сложность элементов его конструкции, невысокая надежность работы, вызванная наличием большого числа элементов устройства, сложностью их юстировки.

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности и решаемой задаче является угловой датчик, содержащий блок грубого отсчета и блок точного отсчета, выполненный в виде установленных последовательно источника света, конденсатора, диска с лимбом, проекционной системы и измерительного блока (2).

Недостатком известного датчика является сложность элементов его конструкции и невысокая надежность работы в виду возможности возникновения ошибок отсчета пз-за пропуска сигналов.

Для упрощения конструкции и повышения надежности предлагаемый датчик снабжен призмой Дове, установленной в проекционной системе так, что ее отражающая грань наклонена к плоскости лимба на угол

90 — х —, где х — цена деления лимба, r

Я

10 радиус лимба и 1 — длина штрихов лимба, а измерительный блок выполнен в виде сканатора изображений линий лимба и установленнойза ним пластинки с дорожками многоразрядной кодовой записи точного отсчета и чистой

15 дорожкой фиксации начала отсчета, фотографическая плотность которой меньше плотности кодовых дорожек.

На фиг. 1 приведена схема датчика; на

20 фиг. 2 — его электронная блок-схема.

Датчик содержит блок грубого отсчета (на чертеже не показан) и блок точного отсчета, выполненный в виде источника свста 1, н установленных последовательно кондснсора 2, 25 диска 3, треугольной призмы 4, линз 5, б, образующих объектив, призмы Дове 7, объектива 8, пентапризмы 9, объектива 10, сканатора изображений 11, пластинки 12 с многоразрядной кодовой записью, коллектива 13 н

30 фотоумножителя (ФЭУ) 14. На диске 3 име572647 ется лимб 15, Линзы 5, 6 и объектив 8 с призмами Дове 7, пентапризмой 9 и треугольной 4 образуют проекционную систему.

Электронная блок-схема (фиг. 2) содержит две параллельные схемы сравнения 15, 16 и коммутатор 17. Выход фотоумножителя 14 подключен ко входу электронной схемы. Блок точного отсчета имеет 2 "-штрихов угловой

360 шириной

Проекционная система совмещает изображение участка лимба с диаметрально противоположным так, чтобы изображение и лимб двигались при вращении в разные стороны, а их центры находились рядом. Поворот призмы Дове 7 вокруг оптической оси вращает изображение лимба вокруг оптической оси.

При этом штрихи лимба пересекают под углом штрихи изображения, вырезая из них часть в форме ромба. Свет, образующий этот ромб, участвует в формировании сигналов на фотоприемнике. Объектив 10 проектирует изображения ромбов на пластинку с дорожками кодовой записи, причем каждый ромб накладывается па свою дорожку. Число дорожек на пластинке Р+1. Из .них одна дорожка чистая, а на остальных записан (на каждой дорожке один разряд) P — разрядный код

Грея.

Плотность светлых полей на кодовых дорожках больше, чем на чистой.

Длина кодовой дорожки l, число штрихов на лимбе 2 -., радиус (средний) лимба r u угол поворота изображения связаны зависимостью

3б0

r. =1. р, что J. обеспечивает постоянное присутствие на одной кодовой дорожке светового ромба, целого или разделенного на две части. При повороте

3G0 лимба на угол, P ромбов проходят кодо2" вые дорожки от начала до конца, вызывая 2Р циклов изменений сигнала.

Работает устройство следующим образом: свет от исгочника 1 проектируется на лимб диска 3. Проекционная система переносит изображение штрихов лимба на противоположный диаметр и разворачивает его. При этом формируется ряд световых пятен в форме ромба, которые движутся при вращении лимба по радиусам окружности, центр которой находится посредине между центрами лимба и его изображения. Световые пятна с поверхности лимба объективом 10 переносятся на пластинку 12 с дорожками кодовой записи. Сканатор изображений 11, вращаясь, производит последовательное во времени открывание каждой дорожки, сигнал с которой через коллектив 13 попадает на ФЭУ 14.

Электрический сигнал с ФЭУ идет на схемы сравнения 15, 16. Сигнал, считанный с чистой дорожки, проходит через схему сравнения 15

15 и запускает коммутатор 17. Сигналы с кодовых дорожек поступают на схему 16 и коммутатором 17 направляются в соответствующие выходные каналы.

Формула изобретения

Угловой датчик, содержащий блок грубого отсчета и блок точного отсчета, выполненный в виде установленных последовательно ис25 точника света, конденсора, диска с лимбом, проекционной системы и измерительного блока, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, датчик снабжен призмой Дове, установ30 ленной в проекционной системе так, что ее отражающая грань наклонена к плоскости

r лимба на угол 90 — х, где х — цена деле2l ния лимба, R — радиус лимба и 1 — длина

35 штрихов лимба, а измерительныи блок выполнен в виде сканатора изображений линий лимба и установленной за ним пластинки с дорожками многоразрядной кодовой записи

40 точного отс;ета и чистой дорожкой фиксации начала отсчета, фотографическая плотность которой меньше плотноли кодовых дорожек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Воронцов Л. И. Фотоэлектрические системы контроля линейных величин, Москва, 1965, стр. 140 — 141.

2. Елисеев С. В. Геодезические инструмен50 ты и приборы, Москва, 1973, 572647

<Риг 2

Составитель В. Горшков

Техред М. Семенов

Корректоры: Л. Денискина и Т. Добровольская

Редактор Н. Коган

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2149,3 Изд. ¹ 768 Тираж 907

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, OK-35, Раушская наб., д. 4/5