Датчик угловых перемещений

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 11 Л.1971 ( 1616156/18-24)с присоединением заявкич. 601 Ь 7 иоритет Комитет по делам иаобретекий и открытий при Совете Мииистрав СССР. Н, Семенов, В. В ков, Е. В, Трифонов, Е, В. Архангельскии Л, С. Бугров явител АТЧИК УГЛОВЬ РЕМЕЩЕНИЙ Изобретение относится и системам автоматического контроля и регулирования.Известны датчики угловых перемещений, содержащие генератор опорного напряжения,оптическую систему, модулятор светового потока, фотоприемник и источники постоянногои переменного напряжений,Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем установлены светодиод,оптически связанный с фотоприемником, и два 10формирователя напряжения, входы которыхподключены к генератору опорных напряжений и к источникам постоянного и переменного напряжений, а выходы - к светодиоду.Это позволило повысить точность работы, 15На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого датчика с имитатором светового сигнала; на фиг, 2 - функциональнаясхема имитатора светового сигнала для однойоси чувствительного датчика. 20Датчик содержит оптическую систему 1,модулятор 2 светового потока, фотоприемник8, имитатор 4 светового сигнала, состоящий изформирователей 5 и б напряжения и светодиода 7, расположенного вблизи фотоприемника 8, и генератора 8 опорных напряжений,Формирователи напряжений 5 и б содержат(см. фиг. 2) индуктивно-резисторный мост 9,состоящий из переменного резистора 10 итрансформатора 11, переключатель 12, фаза 2чувствительный выпрямитель 18, модулятор 14, фильтр 15 и резистор 16.Трансформаторная система 17 передачи угла содержит передающий датчик 18 угла и принимающий синусно-косинусный поворотный трансформатор 19 с управляющей обмоткой 20.Выбор схемы формирователя 5 или 6 определяется способом модуляции светового потока в оптикоэлектронном датчике.В предлагаемом устройстве применена схема формирователя для двухосной фотоэлектрической следящей системы, в которой используется двухкоординатный оптикоэлектронный датчик с полудисковым модулятором светового потока.Основной частью модулятора 2 светового потока является непрозрачный полудиск, вращающийся в фокальной плоскости оптической системы 1. Форма светового сигнала, прошедшего через модулятор, зависит от величины углового рассогласования оптической оси датчика, от направления на источник излучения. Для преобразования сигнала датчика в управляющие напряжения в схеме фотоэлектрической следящей системы используют фазочувствительные выпрямители. При этом имеет место амплитудно-фазовое управление.В предлагаемом датчике угловых перемещений клеммы а - а формирователей 5 и 645 50 55 3соединены с генераторными обмотками генератора 8 опорных напряжений модулятора 2, клеммы б - о - с источником нсремснного напряжения К а клеммы в - в - с источником постоянного напряжения Е. Выходы формирователей 5 и б подключены к светодиоду 7.В формирователях 5 и б одна клемма диагонали моста 9 соединена с входом фазочувствительного выпрямителя 13 непосредственно, а другая - через переключатель 12, К клеммам г - г выпрямителя И и к первичной обмотке трансформатора 11 подключен источник переменного напряжения У. Вход фазочувствительного выпрямителя 13 соединен с входом модулятора 14. На клеммы д - .д модулятора. 14 подается напряжение от генератора 8 опорных напряжений модулятора 2 светового потока. Выход модулятора 14 через фильтр 15 связан с светодиодом 7, к которому через резистор 1 б подключен источник постоянного напряжения Е, необходимый для создания начального тока через светодиод 7 для точной имитации светового сигнала, получаемого на выходе модулятора 2 при работе датчика по реальному источнику излучения. Резистор 1 б устанавливает значение постоянной составляющей Ф, этого сигнала, в то время как величина переменной составляющей Ф,зависит от амплитуды напряжения на выходе фильтра 15.Имитатор 4 светового сигнала работает следующим образом.Для простоты изложения рассматривают формирование светового сигнала по одной оси чувствительности датчика.Переменное напряжение, снимаемое с диагонали индуктивно-резистивного моста 9 (см. фиг. 2), питаемого источником и переменного напряжения У через трансформатор 11, поступает через контакты е - ж переключателя 12 на вход фазочувствительного выпрямителя И, клеммы г - г которого подключены к тому же источнику напряжения У. Фазочувстительный выпрямитель 3 вырабатывает постоянное напряжение, величина и знак которого определяются положением движка переменного резистора 10. Это напряжение поступает на вход модулятора 14, который модулирует его с частотой напряжения, вырабатываемого генератором основного напряжения модулятора 2,Электрические сигналы, снимаемые с выхода модулятора 14 через фильтр 15, подавляющий высшие гармоники этого сигнала, поступают на светодиод 7, который преобразует электрические сигналы в световые, такие ке по форме, как и световые сигналы, поступаю 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 щие на фотопрпемник 3 при работе последнего по реальному излучающему объему. Если изменять положение движка резистора 10, то будет изменяться форма светового сигнала, излучаемого светодиодом, что соответствует аналогичному изменению светового сигнала, поступающего с модулятора 2 датчика на фотоприемник 3 при изменении углового рассогласования между оптической осью датчика и направлением на излучающий объект, Следовательно, перемещение движка резистора 10 позволяет имитировать угловое рассогласование датчика.Имитатор углового рассогласования позволяет также проводить работы с фотоэлектрической следящей системой при замкнутой цепи главной обратной связи. Для этого переключатель 12 устанавливают в положение, когда контакты и - к замкнуты. В этом положении на вход фазочувствительного выпрямителя 13 поступает напряжение с принимающего поворотного датчика угла, например с управляющей обмотки 20 синусно-косинусного поворотного трансформатора 19 трансформаторной системы 17 передачи угла.Для выделения напряжений, пропорциональных имитируемым угловым отклонениям описываемого датчика по двум взаимно перпендикулярным осям на клеммы а - а формирователей 5 и б подаются напряжения с генератора 8 модулятора 2, сдвинутые по фазе на 90 эл. град. Напряжения с выходов формирователей 5 и б поступают на светодиод 7, где происходит их суммирование. Светодиод 7 излучает световой сигнал, пропорциональный суммарному напряжению, приложенному к нему. Суммарный световой сигнал принимается фотоприемником и преобразуется в электрический сигнал для управления сервомеханизмами двухосной фотоэлектрической следящей системой,Предмет изобретения Датчик угловых перемещений, содержащий оптическую систему, генератор опорного напряжения, модулятор светового потока, фото- приемник и источники постоянного и переменного напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы, в нем установлены светодиод, оптически связанный с фотоприемником, и два формирователя напряжения, входы которых подключены к генератору опорных напряжений и к источникам постоянного и переменного напряжений, а выходы - к светодиоду.