Датчик угловых перемещений

О П И С А Н-И"Е ИЗОБРЕТЕНИЯ лт 717414 Сони Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 06,02.81по лелем изобретений и открытий(54) ДАТЧИК УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИИ 1 О Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения малых угловых перемещений различных объектов.Известно фотоэлектрическое автоколлимационное устройство, содержащее излучатель, объектив, отражающий элемент, фотоприемники, а такжепризмы, модулятор, .электронный блок 11.Работа устройства основана на выравнивании светового потока излучателя, отраженного отражательным элементом,и подаваемого по дифференциальной схеме на фотоприемники светоделительной призмой, перемещаемой с помощью следящей системы.По величине смещения прйзмы судят об угловом перемещении отражающего элемента.Внутренние световые помехи компенсируются с помощью двух дополнительных призм и двух фотоприемников, подключенных к электронному блоку.Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик угловых перемещений, содержащий излучатель, диафрагму, объектив, отражающий элемент, устанавливаемый на контролируемом объекте, два фотоприемника и индикатор 12), Датчик также содержит источник питания излучателя, синхронный интегратор, делитель, фазовый детектор.Световой поток излучателя, отражаясьот отражающего элемента, попадает на два5 фотоприемника, по разности напряженийна которых судят о величине углового перемещения отражающего элемента,Усиление сигналов с фотоприемниковосуществляется на переменном токе введением модуляции светового потока излучателем и последующим фазочувствительнымдетектированием. Начальная калибровкаэлектронного тракта осуществляется дели,телем.Недостатком известных устройств является отсутствие компенсации внешних световых помех, что снижает точность измерений,1Цель изобретения - повышение точнос 20 тп измерений.Это достигается тем, что датчик снабжен двумя управляемыми прерывателямисветового потока, дифференциальным усилителем, арифметическим блоком и блоком25 управления, первый прерыватель установлен между отражающим элементом и объективом, второй - между диафрагмой иобъективом, входы дифференциального усилителя подключены к фотоприемникам; аЗ 0 выход соединен с входом арифметическогоблока, выход которого соединен с индикатором, соответствующие выходы блока управления соединены с прерывателями и вторым входом арифметического блока.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого датчика.Датчик содержит излучатель 1, диафрагму 2, светоделительный элемент 8, объектив 4, отражающий элемент б, укрепленный на контролируемом объекте, прерыватели б и 7 светового потока, фотоприемники 8, дифференциальный усилитель 9, арифметический блок 10, индикатор 11, блок 12 управления,Датчик работает следующим образом, Световой поток излучателя 1 диафрагмируется диафрагмой 2 и при открытых прерывателях б и 7 проходит светоделительный элемент 8, объектив 4 и, отразившись от элемента б в обратном ходе, пройдя объектив 4 и светоделительный элемент 8, попадает на фотоприемники 8; на которых строятся автоколлимационные изображения диафрагмы 2,Электрические сигналы, снимаемые с фотоприемников 8, поступают на дифференциальный усилитель 9, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное угловому перемещению отражающего элемента б.Блок 12 управления последовательно формирует команды, по которым происходит управление прерывателями б и 7 светового потока и арифметическим блоком 10.При поступлении первой команды с блока 12 прерыватели б и 7 перекрывают световые потоки и сигнал с усилителя 9 У, ==Ср, вызванный дрейфом фотоприемников 8 и усилителя 9, поступает на арифметический блок 10, где запоминается. При поступлении второй команды с блока 12 открывается прерыватель 7 и арифметический блок 10 из поступившего сигнала У 2 вычитает предыдущийгде е 1 - сигнал на выходе блока 10;Увиур сигнал формируемый внутренними световыми помехами.При поступлении третьей команды открывается прерыватель б и закрывается прерыватель 7. Арифметический блок 10вычисляет сумму, - Ье + У", - 1 вр+ бенеши виуер 1 5где Оие, - сигнал, формируемый внешними световыми помехами.При поступлении четвертой команды открывается прерыватель 7. Арифметический 10 блок 10 вычисляет разностьУ=.ц - Ц, - п 1 п-з 4 - - - - лрввеши Тви утр +(/, ==- l,где Си - сигнал, характеризующий измеряемый параметр.Вычисленный сигнал поступает на индикатор 11. На этом процесс измерения за;О канчивается.Таким образом, в результате коммутации прерывателями светового потока осуществляется компенсация дрейфа фотоприемников, усилителя, а также внутренних ивнешних световых помех.Формула изобретенияДатчик угловых перемещений, содержащий излучатель, диафрагму, объектив, отраЗО жающий элемент, устанавливаемый на контролируемом объекте, два фотоприемникаи индикатор, отличающийся тем, что,с целью повышения точности измерений,датчик снабжен двумя управляемыми прерывателями светового потока, дифферен.циальным усилителем, арифметическимблоком и блоком управления, первый прерыватель установлен междуотражающимэлементом и объективом, второй - между4 О диафрагмой и объективом, входы дифференциального усилителя подключены к фотоприемникам, а выход соединен с входомарифметического блока, выход которогосоединен с индикатором, соответствующие45 выходы блока управления соединены с прерывателями и вторым входом арифметического блока.Источники информации, принятые во50 внимание при экспертизе; 1. Авторское свидетельство СССР501376, кл. 6 02 В 27/30, 1973. 2, Авторское свидетельство СССР473977, кл. б 02 В 27/30, 1973 (прото 55 тип),Тип. Харьк. фид. пред. Патент Заказ 1752/66 Изд.605 Тираж 569 НПО сПоиск Государственного комитета СССР по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 475 Подписное открытий