Оптический датчик перемещений

1707471 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 01 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР РЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ34/89 43овательский институт(54) ОПТИНИИ (58) Изоб измерите пользовоптическ ъф(21) 46801 (22) 30.03. (46) 23,01. (81) Научн зических (82) М,В,К (53) 538.8 (56) Лвтор М 225464 КИИ ДАТЧИК ПЕРЕМЕ етение относится к контрольноьной технике и может быть исно при конструировании х датчиков линейных перемсще" 2ний. Целью изобретения является повышение точнос 1 и измерений эа сче 1 линеариээции выходной характеристики датчика. Вначале диапазона измерений большая часть светового потока источника 1 излучения попадает на центральную часть отражательного элемента 3, имеющую в 2-100 раэ меньший по сравнению с остальной частью коэффициент отражения, С увеличением расстояния до измеряемого обьекта 4 все большая часть светового пятна при эдится на периферийную область отражвтельн го з."мента, Ча счет снижения амплитуд . влходного сигнала датчика в начале диапазо-. на измерений происходит линеариэация выходной характеристики. 3 ил,Изобретение относится к контрольноизмерительной техникс. и может быть использовано при конструированииоптических датчиков линейных перемещений.Целью изобретения является повышение точности измерений за счет линеариза.ции выходной характеристики оптическогодатчика перемещений,На фиг,1 приведены варианты структурной схемы оптического датчика; на фиг.2 -вид рабочей поверхности отрахозтельногоэлемента; на фиг.З - сравнительные характеристики 0 т(Х) для отражательных элементов с постоянным (кривая а) ипеременным(кривая б) коэффициентами отражения,Оптический датчик перемещений(фиг.1) содержит источник 1 излучения, приемники 2 излучения, отражательный элемент,З. закрепленный на продольноперемещающемся обьекте 4. Поверхностьцентральной части (фиг.2) отражательногоэлемента 3 выполнена с меньшим по сравнению с остальной поверхностью коэффициентом отражения, определяемымсоотношением0,59 отр Рц0,019 отр, (1) .где рц инотр - коэффициенты отраженияцентральной и остальной частей поверхности отражательного элемента 3,а площади центральной Зц и всей поверхности нотр отражательного элемента 3 относятся какЗц0,2 нотр. (2)Датчик может также содержать приемно-переда ощую фокуснрующую систему (непоказана), приемники 2 и источники 1 излучения в датчике могут располагаться подуглом к продольной оси датчика (фиг.1 б),Датчик (фиг.1 а) работает следующимобразом,Световой пото; источника,1 излученияпопадает на поверхность отражательногоэлемента 3 и, отразившись от нее, попадаетна светочувствительные площадки приемников 2 излучения.При перемещении контролируемогообъекта 4 в направлении оси Х меняетсяинтенсивность светового потока. отраженного от элемента 3 и поступающего на приемники 2 излучения. Таким образом,выходной сигнал с приемников 2 излученияявляется функцией перемещения,8 начале диапазона измерения большая часть светового потока источника 1 излучения попадает на центральную часть Яцотражательного элемента 3 площадью нотр,5 имеющую меньший, чем остальная поверхность, коэффициент отражения. За пределыплощади Яц попадает только небольшаячасть светового потока источника 1 излучения. Отразившись от элемента 3, эта часть10 светового потока попадает на светочувствительные площадки приемников 2 излучения.За счет уйеншения коэффициента отраже-.ния центральной части отражателя 3рц происходит снижение амплитуды выход 15 ного сигчала датчика в начале диапазонаизмерения (кривая б, фиг,З) по сравнениюсо случаем, когда вся поверхность отражателя 3 имеет постоянный коэффициент отражения рр (кривая а, фиг.З).С увеличением расстояния до контроли 20 руемого объекта площадь светового пятнаисточника 1 излучения на отражательномэлементе 3 увеличивается. Следовательно,.увеличивается часть светового потока, попавшего за пределы площади Яц. Таким об 25 разом, чсм больше расстояние доконтролируемого объекта, тем меньше влияние Яц на выходной сигнал датчика, т,е.чувствительность преобразования в концедиапазона изл рений практически не изме 30 няется (фиг.3). В результате происходитуменьшение нелинейности выходной характеристики датчика за счет уменьшения чувствительности в начале диапазонаизмерения.35 Формула изобретенияО-тицеский датчик перемещений, содержащий источник излучения, приемникиизлучения, отражательный элемснт, закрепляемый на продольно перемещающемся40 обьекте, о т л и ч а ю щ и й ся тем, что, сцелью повышения точности измерений, поверхность центральной части отражательного элемента выполнена затемненной скоэффициентом отражения, определяемым45 выражениед0,5 Ротр /Эц 0,01 р,тр,где Рц, Рор - коэффициенты отраженияцентральной части и остальной части отражательного элемента соо 1 ветственно.отношение площадей центральной частиотражательного элемента Яц и площадивсей поверхности отражательного элементанотр равно 5 ц0,2 нотр.1707471 Составитель В.Шабановрковецкгя Те,".ред У.1 Лоргентал Рер,в кто Корректор ОЛ.3 ипле роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ сч 1 Тира ВНИИПИ Государственноо к 113035, МПодписноеитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ Сква, Ж, Раушская наб 4/5