Датчик угла поворота

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 В 11/2 ТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТБО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(71) Ижевский механический институт(54) ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА.2ваться для измерения угловых поворотов обьекта. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых углов. Источник.1 формирует излучение с двумя длинами волн, которое поступает на модулирующий диск 3, связанный с контролируемым обьектом (не показан), при этом в зависимости от положения модулирующего диска 3 относительно целевой диафрагмы 2 возможны различные варианты прохождения светового потока на фотоприемники 10 и 11. которые преобразуют световое излучение в электрические сигналы, величина которых пропорциональна интенсивности излучения. 2 ил,Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в текстильной промышленности и машиностроении для измерения угловых поворотов объекта.Известен оптический датчик положения вала (В 84/03939, кл, С 01 0 5/34, РСТ . (ЯО, содержащий светоотклоняющие элементы, фотоприемный элемент и элемент для создания светового пучка, при этом вал проходит через первый светоотклоняющий элемент,а второй закреплен на валу. Недостатком устройства является ограниченный диапазон измеряемых углов поворота и низкая точность измерений.Известен датчик угла поворота а, с. М 1280315, кл. С 01 В 11/26), принятый за прототип, содержащий источник света, модулирующий диск с кольцевой щелью серповидной формы, фотоприемники с чувствительной площадкой прямоугольной формы и измерительную мостовую схему.Недостатком известного устройства является ограничение диапазона измеряемых углов от 0 до л, что не дает возможности контролировать угловые повороты в диапазоне от О до 2 ж градусов.Цель изобретения - расширение диапа зона измеряемых углов.Цель достигается тем, что кольцевая щель модулирующего диска заполнена прозрачным материалом, на поверхность кото- рого нанесены два частотно-селективных фильтра с различными длинами волн пропускания, граница раздела которых образована спиралью Архимеда, полюс которой совмещен с осью вращения диска, а по ходу светового потока установлено частотно-селективное зеркало под углом 45 Я к плоскости модулирующего диска, согласованное по длинам волн пропускания и отражения с частотно-селективными фильтрами и оптически связанное с чувствительными площадками фотоприемников,Суть изобретения состоит в.том, чтомежду источником:света и фотоприемниками расположен модулирукиций диск, разворот которого приводит к рассогласованию сигналов фотоприемников, электрически ооедйненных с измерительной мостовой схемой.Отличительные признаки изобретенияот прототипа, обуславливающие соответствие этого решения критерию "существенная новизна", состоят в том, что кольцевая щель модулирующего диска содержит два частотно-селективных фильтра с различными длинами волн пропускания, граница между которыми выполнена в виде спирали Архимеда, а перед фотоприемниками установлено частотно-селективное зеркало под углом 45 к плоскости модулирующего 5 диска.На фиг. 1 представлена схема датчикаугла поворота; на фиг. 2 - схема модулирующего диска с кольцевой щелью.Устройство содержит источник 1 света, 10 формирующий световой поток с длинамиволн Й и )о., щелевуе диафрагму 2, установленную перед модулирующим диском 3, в котором выполнена кольцевая щель 4. заполненная прозрачным материалом 5, на 15 поверхность которого нанесены два частотно-селективных фильтра 6 и 7, при этом фильтр 6 пропускает только свет с длиной волны 11, а фильтр 7 - с длиной волны Й.Граница 8 между фильтрами выполнена в 20 виде спирали Архимеда с полюсом, совмещенным с осью вращения диска 3, По ходу светового потока за модулирующим диском 3 установлено частотно-селективное.зеркало 9, .пропускающее без ослабления свет с 25 длиной волны Х 1 и отражающее свет с длиной волны Ь. Зеркало 9 установлено под углом 45 к плоскости диска 3 и оптически связано с фотоприемниками 10 и 11, электрически включенными в измерительную мо стовую схему 12.Устройство работает следующим образом.Источник 1 излучения формирует световой поток с длинами волн Ь и й, который 35 после прохождения через щелевую диафрагму 2 в виде плоско-параллельного пучка поступает на кольцевую щель 4 модулирующего диска 3, связанного с контролируемым обьектом (не показан). Излучение проис ходит через прозрачный материал 5 кольцевой щели 4, при. этом на участке 1 частотно-селективного фильтра 7 проходит излучение с длиной волны Й. а на участке 2 фильтра 6 - с длиной волны Й.45 Пройдя через частотно-селективное зеркало 9; излучение с длиной волны Й поступает на фотоприемник 10, а отраженное от зеркала 9 излучение с длиной волны Й попадает на фотоприемник 11. Фотоприемни ки 10 и 11 преобразуют световоеизлучение в электрические сигналы, величина которых пропорциональна интенсивности светового потока на входе, которая определяется размерами 11 и 2 частотно-се лективных фильтров 6 и 7 при данном поло-жении модулирующего диска, Поскольку граница между фильтрами 6 и 7 выполнена по спирали Архимеда, то любому положению диска 3 в диапазоне от 0 до 2 л; соот1717954 Составитель 8. Шиляеехред М;Моргентал Редактор С. Кулако Корректор Л. Пат Заказ 869 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4(5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 ветствует лишь одно соотношение параметров )1 и 2, т.е, однозначно определяется угловое положение контролируемого объекта. Выполнение границы 8 между фильтрами 6 и 7 по спирали Архимеда обеспечивает линейное изменение,размеров )1 и 2 при ) повороте диска 3 от 0 до 2 й. что в своюочередь приводит к линейному изменению сигналов фотоприемников 10 и 11, которые йоступают в мостовую схему 12:и величина рассогласования которых является параметром углового положения объекта.Технико-экономический эффект от применения п)едлагаемого устройства состоит в том, что при сохранении линейной зависимости выходного параметра от угла поворота контролируемого объекта увеличивается диапазон измерения до 2 л, что позволяет расширить область применения датчика. Формула изобретения Датчик угла поворота, содержащий последовательно. расположенные источник облучения, модулирующий диск, два фотоприемника, выполненные с чувствительной площадкой прямоугольной формы, и измерительную мостовую схему, электри чески соединенную с фотоприемниками,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых углов, модулирующий диск выполнен прозрачным с кольцевой щелью и с двумя частотно-се лективными фильтрами с отличными друг отдруга длинами волн на ее поверхности и с границей раздела между фильтрами по спирали Архимеда, полюс которойсовмещен с осью вращения диска, датчик снаб жен плоским зеркалом, выполненным сдвумя частотно-селективными фильтрами, согласованными по длинам волн пропускания и отражения с частотно-селективными фильтрами модулирующего диска, и 20 оптически связанным с чувствительнымиплощадками фотоприемников и щелевой диафрагмой, расположенной между модулирующим диском и источником излучения, выполненным двухволновым.25