Оптический датчик положения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ш) 5 О 2218 Союз Советских Социалистических(61) Дополнительное к авт. свид (22) Заявлено 11.07.72 (21) 18077 1 В 19/56 присоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР 23) Приорит 53) У 1.715,288.8) Опубликовано 05,02.76. Дата опубликования о юллетеньания 06,04.7 по делам изобретений и открытий 72) Автор изобретен Е. Лихтенштейн(71) Заявите 54) ОПТИЧ Известны оптические датчики положения, содержащие источник света, модулятор светоделительный элемент, с помощью которого образуют два равных световых потока с последующей модуляцией каждого из них, два фотоприемника, соединенные со схемой сравнения сигналов. По сигналу рассогласования, полученному с этой схемы сравнения, судят о положении объекта.В известных устройствах сигналы обоих каналов содержат как полезную информацию, так и помеху и сравнением этих сигналов отделить полезную информацию от чомехи нельзя,Поскольку модуляция изображения объекта в каждом канале производится отдельным модулятором, сигнал каждого канала содержит свою ошибку анализа, не компенсирующую одна другую, и общий сигнал содержит ошибку оптического тракта.Цель изобретения - повышение точности датчика при работе в оптически неоднородной среде.Это достигается тем, что предлагаемый оптический датчик снабжен маской с отверстием, связанной с объектом, двумя светофильтрами, один из которых помещен между источником света и маской и выполнен таким образом, что его центральная и охватывающая ее части имеют неперекрывающиеся поДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ лосы пропускания, другои - установлен водном из каналов перед фотоприемником иимеет полосу пропускания, идентичную полосе пропускания центральной части первого5 светофильтра, а модулятор размещен передсветоделительным элементом,На чертеже изображен предлагаемый оптический датчик положения.Он содержит источник 1 света, свето 10 фильтр 2, состоящий из центральной и охватывающей частей, которые имеют неперекрывающиеся полосы пропускания, маску 3 с отверстием, связанную с контролируемым объектом 4, объектив 5, модулятор 6, светодели 15 тельный элемент 7, с помощью которого образуются два световых потока, светофильтр 8,имеющий полосу пропускания, идентичную полосе пропускания центральной части светофильтра 2, фотоприемники 9 и 10, соединен 20 ные со схемой 11 сравнения сигналов, причемсветофильтр 8 установлен перед фотоприемником 9.Датчик работает следующим образом.Световой поток от источника 1 света через25 светофильтр 2 и отверстие в маске 3 попадает в объектив 5,Объектив 5 строит изображение отверстияи изображение центральной части светофильтра 2 на модуляторе 6. Затем промодулирован 30 ный световой поток делится светоделительным элементом 7 на два потока и направляется на фотоприемники 9 и 10. На фотоприемник 9 приходит только та часть потока, что пройдет через центральную часть светофильтра 2 и светофильтр 8, поэтому сигнал этого фотоприемника зависит только от положения изображения центральной части светофильтра 2 и не зависит от положения маски. Для этого диаметр этой части выбирается из условия, чтобы она была видна из центра объектива под углом меньшим, чем отверстие маски и при перемещении маски 3 кромки отверстия ее не перекрывали. Сигнал фотоприемника 10 зависит от положения изображения отверстия маски.Поскольку световые потоки, попадающие на оба фотоприемника, на пути от маски до модулятора 6 практически совпадают в пространстве, помехи от неоднородностей этой части оптического тракта, и от ошибок модулятора содержатся в фототоке обоих фотоприемников. Схема 11 сравнения сигналов вырабатываетсигнал рассогласования, практически содержащий только полезную информацию о положении отверстия маски,5Формула изобретенияОптический датчик положения, содержащий источник света, модулятор, светоделительный элемент и два фотоприемника, сое диненные со схемой сравнения сигналов, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности датчика при работе в оптически неоднородной среде он снабжен маской с отверстием, связанной с объектом, двумя све тофильтрами, один из которых помещен между источником света и маской и выполнен таким образом, что его центральная и охватывающия ее части имеют неперекрывающиеся полосы пропускания, другой - установлен в 20 одном из каналов перед фотоприемником иимеет полосу пропускания, идентичную полосе пропускания центральной части первого светофильтра, а модулятор размещен перед светоделительным элементом.