Датчик угла поворота

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 9) (11 94 С 01 В 11 2 ОМИТЕТ СССРИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ В;гц ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ оче т т строенститут вкин,ро спол ь оворо омьппл еню изобчностиелинейдатчишировыходнои характерисдиапазоне углов повот 0 до3 ил. ки датчика в ота объект а тво со о ходу Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА(57) Изобретение может бытьэовано для измерения угловыхтов объекта в текстильной прности и машиностроении. Цельретения является повышение тизмерения путем устранения нности выходной характеристикка при его угловых разворотах вком диапазоне углов. Устройсдержит источник излучения, п излучения которого последовательноустановлены модулирующий диск и двафотоприемника, выходы которых электрически соединены с мостовой измерительной схемой, модулирующий дискустановлен с воэможностью вращениявокруг оси, которая конструктивносоединена с контролируемым объектом.В датчике модулирующий диск выполнен непрозрачным с кольцевой 3 цельюпеременной ширины серповидной формы,внутренний край которой образованокружностью радиуса г, а внешний -левосторонней и правосторонней спиралями Архимеда, радиус-вектор которыхопределяется зависимостью р =а+г.Полюсы спиралей Архимеда и центр окружности радиуса г совмещены междусобой и с центром вращения диска.Предлагаемое выполнение модулирующего диска обеспечивает линейностьИзобретение относится к контрольно-иэмерительной технике и может быть использовано в текстильной промьппленности и машиностроении для измерения угловых поворотов объекта. 5Цель изобретения - повышение точности измерения путем устранения нелинейности выходной характеристики датчика.На фиг. показана схема датчика 10 угла поворота 1 на фиг,2 - модулирующий диск с кольцевой щелью, на фиг.3- развернутая кольцевая щель и положение чувствительных площадок фотоприемников на ней. Устройство содержит источник 1 света, модулирующий диск 2, два фотоприемника 3 и мостовую измерительную схему 4 фиг. 1) .20Внутренний край кольцевой щели модулирующего диска образован окружностью радиуса г, центр которого совпадает с осью вращения диска, а внешний - левосторонней и правосторонней 25 спиралями Архимеда. Полюсы спиралей Архимеда совмещены между собой и с центром окружности радиуса г.Устройство работает следующим образом, 30Источник 1 света параллельным пучком освещает йодулирующий диск 2, ось вращения которого соединена с контролируемым объектом (не показан), Часть излучения проходит сквозь коль- З 5 цевую щель и попадает на чувствительную поверхность двух фотоприемников 3, установленных по разные стороны 1 от оси вращения диска на расстоянии с 1. Фотоприемники 3 преобразуют све товой пучок, попадающий на их чувствительные площадки, в электрический сигнал, величина которого пропорциональна величине светового потока на его входе. Величина светового потока в устройстве определяется засвечиваемой площадью фотоприемника, которая ограничивается с одной стороны кольцевой щелью, а с другой - шириной Ь фотоприемника, Выходной сигнал с фотоприемников 3 направляют в мостовую схему 4, в которой оба сигнала сравнивают между собой, и по величине рассогласования между ними судят о величине углового разворота объекта.При положении модулирующего диска относительно чувствительных площадок фотоприемников согласно фиг.2 фотоприемники освещены одинаково и их токи, прямо пропорциональные световому потоку, равны. Напряжение на выходе мостовой измерительной схемы прямо пропорционально разнице токов . фотоприемников и при указанном положении диска равно нулю. При повороте исследуемого объекта поворачивается также модулирующий диск, а фотоприемники и источник света остаются неподвижными. При этом возникает разница в световых потоках, падающих через щель на чувствительные площадки фотоприемников, и, следовательно, напряжение на выходе мостовой измерительной схемы становится отличным от нуля.Выполнение кольцевой щели переменной ширины при угловых поворотах модулирующего диска в диапазоне от О до 7 обеспечивает линейное изменение засвечиваемой высоты чувствительной поверхности фотоприемника, что, в свою очередь, приводит к линейному изменению величины светового потока на входе фотоприемников при повороте модулирующего диска на некоторый угол ц,. Сигнал на выходе фотоприемников изменяется пропорционально изменению величины светового потока на его входе. Изменение электрических сигналов на некоторую величину ЬБ приводит в изменению результирующего сигнала в измерительной схеме на 2 йБ, поскольку при повороте диска сигнал на выходе одного фотоприемника увеличивается на а Б, а на выходе другого уменьшается на такую же величину, Величина результирующего сигнала прямо пропорциональна величине углового поворота диска и, следовательно, контролируемого объекта. Датчик позволяет измерять угловые развороты контролируемого объекта в широких пределах, обеспечивая при этом линейную зависимость выходного параметра от угла поворота контроли.руемого объекта. Ф о р мула и з о б р е т е н и я Датчик угла поворота, содержащий источник света, модулирующий диск, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси, два фотоприемника и измерительную мостовую схему, электрически соединенную с фото-35, Раушская наб.,з 7047/39 Тираж ВНИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва, одписное 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород Проектн приемниками, источник света и фотоприемники расположены по разныестороны модулирующего диска, фотоприемники установлены вдоль диаметрадиска на одинаковом расстоянии отего оси вращения, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с цепью повышенияточности измерения, модулирующийдиск выполнен непрозрачным с кольцевой щелью серповидной формы, внутренняя сторона которой образована окружностью радиуса г, а внешняя - левосторонней и правосторонней спиралями 5Архимеда, полюсы: которых совмещенымежду собой, с центром окружностирадиуса г и осью вращения дискарадиусы-векторы спиралей Архимедаопределяются зависимостью= ац+ г,где- полярный угол, а=Ч/ц; Чскорость движения точки по лучу, дугловая скорость движения точки относительно полюса, а фотоприемники выполнены с чувствительной площадкойпрямоугольной формы и установленынапротив кольцевой щели,