Оптико-электронный датчик положения объекта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 В 210 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ актется бари- эле- ози- фоктив. екон являие гаских ем пного)объе вательскийи и кибернетвенном унио ститут ки при ситете. А. Потапо льство СССР11/00, 1981.РОННЫЙ ДАТЧИККТА ва, еропти- ятно ологнутзер- аР ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ М А ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использова для бесконтактного измерения линейных п ремещений, например, шара с отража 901229572 щеи поверхностью, вывешенного в н ном подвесе. Целью изобретения упрощение конструкции и уменьшен тов за счет исключения механиче ментов, что достигается применени ционно-чувствительного (квадрант топриемника. В оптической системе 2 деркало увеличение равно К = в , где расстояние от фотоприемника до объек- расстояние от объектива до центра кала (сферы), т. е. в датчике естьческий рычаг. При смещении на Х п на фотоприемнике смещается на КХ (ч вительность возрастает в К раз). П жительный эффект может быть дости путем уменьшения радиуса выпуклого кала, т, е. величины . 1 ил,1229572 30 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 2223 филиал ППП Патен 39ъ, г аж 670 Подписно город, ул. Проектна Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, служит для бесконтактных измерений линейных перемещений объектов, Объектом измерений может быть также шар с оптически отполированной отражающей поверхностью, вывешенный в неконтактном подвесе.Целью изобретения является упрощение конструкции и уменьшение габаритов устройства за счет исключения механических элементов.На чертеже показана схема оптико- электронного датчика положения объекта.Датчик содержит источник 1 модулированного света (светодиод), генератор 2 прямоугольных импульсов, связанный с ним, установленные по ходу светового луча диафрагму 3 с (круглым) отверстием, свето- делитель (призму-куб) 4, объектив 5, позиционно-чувствительный (квадрантный) фотоприемник 6 и электронную схему 7 преобразования сигналов. В схему оптического тракта входит также выпуклое сферическое зеркало 8, связанное с объектом измерений (не показан). Оптические элементы установлены в цилиндрическом корпусе 9. Светочувствительная площадка фотоприемника 6 и диафрагма 3 расположены в сопряженных плоскостях изображений оптической системы, состоящей из выпуклого зеркала 8 и объектива 5, фотоприемник 6 и объектив 5 установлены один напротив другого на основаниях цилиндрического корпуса 9, а источник 1 - на его боковой поверхности.Электронная схема 7 содержит два дифференциальных усилителя, присоединенных соответственно к двум парам противоположно размещенных элементов квадрантного фотоприемника 6, а также два синхронных детектора, управляемые от генератора 2 и соединенные с выходами усилителей. (Элементы электронной схемы на чертеже не показаны). Устройство работает следующим образом.Объектив 5 создает изображение отверстия диафрагмы 3 в центре сферической поверхности О выпуклого зеркала 8 при совмещении оптических осей источника 1 и зеркала 8. Поскольку лучи, выходящие из объектива 5, падают на зеркало 8 по нормалям к его поверхности, после отражения изображение создается в центре чувствительной площадки фотоприемника 6, в этом случае сигналы с четырех его элементов имеют одинаковую величину и на выходе дифференциальных усилителей по каждой из координат сигнал равен нулю.Если объект измерений вместе с зеркалом 8 сместится перпендикулярно оптической оси по одной из координат, то сигналы с одной нары элементов квадрантного фотопри емника 6 становятся различными. На выходесоответствующего дифференциального усилителя появится сигнал в виде меандра, который с помощью синхронного детектора преобразуется в постоянное напряжение, пропорциональное смещению объекта.Расчет на основании геометрической оптики показывает, что увеличение оптической системы объектив-зеркало равно 21Г20где д - расстояние от фотоприемника 6 дообъектива 5;1 - расстояние от объектива 5 до центра сферы О.Это значит, что у устройства есть оп тический рычаг, смещение объекта на х вызывает перемещение изображения на фото- диоде на расстояние кх. При этом чувствительность возрастает в К раз. Оптико-электронный датчик положенияобъекта, содержащий цилиндрический корпус, источник модулированного света, установленные последовательно в корпусе по ходу светового луча диафрагму с отверстием, светоделитель, объектив и фотоприемник, оптически связанное с объективом выпуклое сферическое зеркало, связываемое с объектом, и электронную схему преобразования сигналов фотоприемника, фотоприемник и объектив установлены один напротив другого на основаниях цилиндрического корпуса, отличающийся тем, что, с целью упроцения конструкции и уменьшения габаритов, источник модулированного света ус тановлен на боковой поверхности цилиндрического корпуса, а фотоприемник выполнен позиционно-чувствительным.