Устройство для определения параметров вращения вала

(51) 0 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЕНИЯ ПАРА(54 ДЛЯ ОПРЕДЕЛВАЛАотноситсяи может быт измери" испольповорота и направ азарьевУ 216263 еления угла ускорения я объектов.) УСТРОЙСТВО РОВ ВРАЩЕНИЯ 57) Изобретени ельной технике овано для опред гловой скорост ения вращающихО1688165 изобретения является 3 Овыене точности. К контролируемому объекту 15 крепят модулятор 7 в вице светоотражающей пластины с различными коэффициентами отражения стороц. При вращения5 объекта 15 электронным блоком 9 с помощью Фотоприемников "-4, лазера 5 и светоделителя б регис грируют измеряемые параметры. При этом появление импульсного сигнала с максимальной амплитудой от Фотоприемника 3 Фиксируется электронным блоком 9 как исходное состояние модулятора 7, при Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угла поворота, уг - ловой скорости, ускорсния и направления вращения объектсв.Целцо изобретения является повышение точности, 25На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство для бесконтактного определения угла поворота, угловой скорости и ускорения вращающихся объектов содержит Фотоприемники с оптическими системами 1 2 3 и 4, лазер 5 с оптической системой полупрозрачное зеркало 6, дисковый моцулятор 7, корпус 8 и обособленный электронный блок 9, включаю ий анализатор сиг налов, датчик времени, блок питания и ЭВМ,Модулятор 7 выполнен в вице тонкой пластины со светоотражающими плоскими поверхностями, причем коэффициенты40 отражения этих светоотражающих по- . верхностей существспнс отгичаются один от другого.Лазер 5 с оптической системой,45 полупрозрачное зеркало 6 и первый Фотоприемник 1 с оптической систе мой последовательно размещены на оптической оси 10 лазера 5, Полупрозрачное зеркало 6 расположено под углом к оптической оси 10 лазера 5, причем50 по обе его стороны размещены второй и третий Фотоприемники 2 и 3 с оптическими системами. Напротив модулятора 7 в стороне от оптической оси 10 лазера 5 между полупрозрачным зеркалом55 6 и первым Фотоприемником 1 помещен четвертый Фотоприемник 4. Фотоприемники 1, 2, 3 и 4 с оптическими систекотором угол его поворота равен ну,но. По числу импульсов с максималь -ньяи,и минимальными амплитудами, вырабатываемых Фотоприемником 3, определяют скорость вращения. По величинесигналов, вырабатываемых Фотоприемниками 1 и 4, определяют угловые пара -метры объекта 15 в пределах оборота,При этом пространственное разрешениевнутри оборота повышается при использовании редуктора, соединяющегомодулятор 7 с объектом 15, 1 з.п.ф-лы, 1 ил. 1мами, лазер 5 с оптической системойВ полупрозрачное зеркало 6 имодулятор 7 помещены в непрозрачный корпус 8, жестко фиксирующий положение деталей 1-6 и допускающий вращение модулятора 7. Фотоприемники 1, 2, 3, 4 и лазер 5 соединены электрическими проводами 11 с соответствуощими клеммами электронного блока 9. Могут быть введены также дополнительные фотоприемники 12 и 13, ра.сположенные на окружности 14.Устройство работает следующим образом. Модулятор 7 крепят к контролируемому, валу или объекту 15 непосредственно или через редуктор, или другим способом. Модулятор 7 крепят на торце вала или другого объекта 15 по диаметру торца так, чтобы поверхность торца, перпендикулярная оси объекта ,5 была перпендикулярна плоской поверхности экрана модулятора 7, причем ос.ь симметрии модулятора 7 должна совпадать с осью нала или объекта 15. Корпус 8 устройства размещают над модулятором 7 и крепят к неподвижному основанию, Электрические провода 11 от Фотоприемников 1, 2, 3 и 4, и лазера 5 соединяют с соответствующими клеммами электронного блока 9. Направляют луч 16 лазера 5 на полупрозрачное зеркало 6 и делят его на два луча: 16 а и 16 б, Регулируют положение корпуса 8 устройства так, чтобы ось луча 16 а проходила через точку пересечения осей симметрии экрана-модулятора 7. Приводят модулятор 7 в исходное состояние, для чего е о поворачивают до тех пор, пока луч 16 а не отразится от светоотражающей поверхности модуля1688165тора 7, например, с большим коэффици- емником 3 импульса также с максиентом отражения, в противоположном мальной амплитудой на разные промежутнаправлении, после чего отразится от ки времени. На основании анализа вреполупрозрачного зеркала 6 и не появит- менной последовательности импульс сов,ся на фотоприемнике 3. Появление им 5поступающих от Фотоприемников 4 и 3,пульсого сигнала с максимальной электронный блок 9 выдает информаамплитудой от фотоприемника 3 фикси- цию о направлении вращения вала илируется электронным блоком 9 как исход- объекта 15.,ное состояние модулятора 7, при кото Для использования предлагаемогором угол его поворота ( =О. далее при- устройства в качестве делительнойводят вал или другой объект 15 во головки его дополняют несколькимивращение и регистрируют электронным (пятым, шестым и т.д.) Фотоприемниблоком 9 .число полных полуоборотов по ками 12 и 13 и т.д., котоРые Раэмещачислу импульсов с максимальными и ми ют под нужными углами на направляюнимальными амплитудами, вырабатывае- щей окружности 14, Каждый из дополмых фотоприемником 3. Вращение моду- нительных фотоприемников выставляютлятора 7 происходит под воздействием на направляющей окружности так, чтобывращения вала, редуктора или другого при повороте вала 15 на заданныйобъекта 15 и модулирует интенсивность 20 угол, когда отраженный модулятором 7части луча 16 а, достигающей первого луч попадает в соответствующий ФотоФотоприемника 1 (луч 16 в). В резуль- приемник, он вырабатывал сигнал натате этого фотоприемник 1 вырабатыва-прекращение вращения или же на преет сигнал 1, который поступает на кращение вращения и выполнение следуэлектронный блок 9. Одновременно луч 25 ющей операции.16 б, принимаемый за опорный, поступа- ф о р м у л а и з о б р е т е н и яет на второй фотоприемник 2, которыйвырабатывает сигнал 1 также посту Устройство для определения папаюший на электронный блок 9, Элек- раметров вращения вала, содержащеетронный блок 9 определяет отношение 3 О установленные в светонепроницаемомсигналов 1/1 , по которому на основа корпусе оптически согласованные иснии предварительно полученной градуи- точник света, дисковый модулятор заровочной функциональной зависимости крепленный на торце вала, и четыре=Х(1/1 д), заложенной в ЗВИ, он вы- Фотоприемника, подключенных выходамидает значения дополнительного угла Р, через электронные блоки преобразова 35При этом использование редуктора ния сигналов к ЗВИ, о т л и ч а ю(не показан) позволяет повысить про- щ е е с я тем, что, с целью повышестранственное разрешение измерений ния точности, модулятор установленв пределах оборота. вдоль оси вращения вала и выполнен сЭлектронный блок 9 выдает эначе О двух сторон зеркальным с различныминие полного угла поворота. Кроме то- коэффициентами светоотражения сторон,го, используя датчик времени, элект- а источник света выполнен коллимироронный блок 9 выдает значение угловой ванным с выходной апертурой, превышаскорости и ускорения вала или объекта ющей или равной размеру модулятораЭ1. при этом в устройство дополнительноПри некоторых фиксированных углах . введен светодели в .ель, установленныйповорота модулятора 7 луч 16 а будет между модулятором и источником свеотражаться от его светоотражающей та, а первый фотоприемник установленповерхности и падать на фотоприемник за модулятором напротив светоделите 4 (луч 16 г). Расположение фотоприем ля второй и третий Фотоприемникиника 4 выбрано таким, чтобы в зависи- установлены по разные стороны светомости от направления вращения вала делителя, а четвертый Фотоприемник15 импульс, вырабатываемый фотопри- аэимутальнс сдвинут по отношению кемником 4, например, с большой ам- третьему Фотоприемнику в плоскостиплитудой (обусловленной коэффициен вращения модулятора,том отражения светоотражающей поверх- . Устройство по п. 1, о т и -ности модулятора 7, отражающей луч ч а ю щ е е с я тем, что дополни 16 г при данном фиксированном угле), тельно содержит редуктор, зал котоотставал от вырабатываемого фотопри- рого соединен с исследуемым валом.