Устройство для измерения угловых смещений объекта

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск неСоцналистическикРеслублик 11945650(6 ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 18.07.80 (21) 2966 Ь 11/18"28с присоединением заявки Рв(51)М. Кл,. а 01 В 11/26 9 мударстюеИ кемнтет . ьИР. вв дедам взобретеннк н вткрытяв. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ СМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА Изобретение относится к контроль" но-измерительной технике и может быть использовано для определения углового , положения объекта в автоматизирован: ных системах контроля и управления.Наиболее близким к изобретению5 является устройство для измерения угловых смещений объекта, содержащее . установленные последовательно источник когерентного излучения, жестко связываемый с исследуемым объектом, светопровод, фотоприемник, подключенные к одному из выходов последнего сцетчик импульсов, делитель частоты и интегратор, и ключевой элемент, подключенный к второму выходу фотоприемника 1 1 .Недостатком устройства является низкая точность и быстродействие из" мерения угла вращения объекта,.обус" 2 о ловленные тем, что достоверный ре" зультат на интеграторе можно получить только после прихода импульсов, кратных четырем, т.е. разрешающая 2способность устройства по вращению в четыре раза ниже, чем по угловому смещению относительно другой оси объекта. Кроме того, при медленном смещении объекта интервал времени между моментами прихода импульсов, кратных четырем, может оказаться достаточно большим и не удовлетворять требованиям быстродействия, Необходимость обращаться к сцетчику, чтобы определить момент времени, когда на интеграторе достоверный результат, создает неудобство в обслуживании устройства.Цель изобретения - повышение точности и Рыстродействия устройства.Указанная цель достигается тем, цто устройство для измерения угловых смещений объекта, содержащее установленные последовательно источник когерентного излучения, жестко связываемый с исследуемым объектом, светопровод, фотойриемник, подключенные к одно" му из выходов последнего сцетцик им50 4что приводит к накоплению числа всчетчике 4 импульсов, характеризующего величину этого разворота, Одновременно каждый импульс с Фотоприемником 3 поступает на сумматор 9; делитель 5 частоты на "2" и на цепь ( непоказана 1 разряда интегратора 6.Сумматор 9 обеспечивает подключение одного и того же входа интегратора 6 к выходам Фотоприемника 3 и дифференциальной цепочки 8, осуществляяформирование их разностного сигнала,При первом импульсе интегратор 6 приводится в исходное нулевое состояние,а выходное состояние делителя 5 частоты на "2" не изменяется. Этот импульс, пройдя сумматор 9 и элемент 10задержки, поступает на интегратор 6и заряжает его до уровня напряжения,пропорционального углу засветки Фотоприемника 3, который в исходном состоянии выбирается отличным от нуля,но меньшим Г . Последующий, второйимпульс с Фотоприемника 3, отличный.от предыдущего на половину напряженияпитания приемника, также поступаетна сумматор 9, цепь разряда интегратора 6, обеспечивая нулевой потенциал на его выходе, и делитель 5 частоты на "2". В то же время на выходеделителя 5 частоты на "2" Формируетсяимпульс, который открывает ключевойэлемент 7 на время длительности импульса, благодаря чему напряжение сфотоприемника 3 после дифференцирования на дифференциальной цепочке 8 поступает в противофазе на сумматор 9и далее через элемент 10 задержки наинтегратор 6, где он суммируется симпульсом, поступившим через сумматор 9 и элемент 10 задержки непосредственно с Фотоприемника 3. бсливращения объекта не произошло за. этовремя, напряжение на интеграторе 6сохранится и будет пропорциональнымисходному углу засветки Фотоприемника 3. В противном случае величина напряжения на интеграторе 6 изменитсяна величину, пропорциональную изменению угла засветки фотоприемника 3,т.е. угла вращения объекта. Знак изменения этого напряженияувеличениеили уменьшение его) отражает напряжение вращательного движения исследуемого объекта,3 9456пульсов, делитель частоты и интегоатоо, и ключевой элемент, подключенныйк второму выходу Фотоприемника, снабжено соединенными последовательно диф"ференциальной цепочкой, сумматором иэлементом задержки, вход дифференциальной цепочки соединен с выходом ключевого элемента, второй вход суммато 1 ра связан с выходом фотоприемника, авыход элемента задержки соединен с 1 овторым входом интегратора.На чертеже представлена структурная схема устройства,Устройство содержит установленныепоследовательно источник 1 когерент зного излучения, светопровод 2, Фотоприемник 3, выполненный в виде кольцевого Фотопотенциометра, подключен"ные к одному из выходов Фотоприемни.ка 3 счетчик 4 импульсов, делитель 5частоты на "2" и интегратор 6, соединенные последовательно ключевой элемент 7, дифференциальную цепочку 8,сумматор 9 и элемент 10 задержки,один из входов ключевого элемента 7.связан с вторым выходом Фотоприемника 3, второй вход соединен с выходомделителя 5 частоты на "2", второйвход сумматора 9 связан с первым выходом Фотоприемника 3, а выход элемента 1 О задержки соединен с вторым входом интегратора 6.Устройство работает следующим образом,Луч света отисточника 1 когерентного излучения, жестко связанного сконтролируемым объектом, под опреде"ленным углом входит в светопровод 2.Многократно отразившись от его боковых поверхностей, луч,попадает на од 40но из двух полуколец Фотоприемника 3,Сигнал с последнего через дифференцирующий элемент не показан ) поступаетна счетчик 4 импульсов, где фиксируется единица. При угловом смещенииобъекта в плоскости измерения, а вмес 5те с ним и источника 1 когерентногоизлучения, изменяется угол входа лучасвета в торец светопровода 2, что приводит к изменению числа внутреннихотражений света в нем и соответственно направления выходящего луча света.Происходит засветка другого полукольца Фотоприемника 3, при появлении сигнала на котором записывается в счетчике 4 импульсов очередная единица. Помере разворота объекта происходит последовательная засветка то одного, тодругого полукольца фотоприемника 3,Применение устройства позволяет по. высить точность и быстродействие измерения угловых смещений объектов.5 9156506Формула и зобретения вия, оно снабжено соединенными последовательно диференциальной цепочУстройство для измерения угловых кои, сумматором и элементом задержки,смещений щбьекта, содержащее установ- вход дифференциальной цепочки соедичевого элемента,ленные последовательно источник ко- ь Нен с выходом ключевогогерентного излучения, жестко связы- второй вход суммход сумматора связан с выхо", а выход элементаваемый с исследуемым объектом, свето- дом фотоприемника а выпровод, фотоприемник,подключенные к задержки - с вторым входом интеграодному из выходов последнего счетчик тора,импульсов, делитель частоты и интегра о Источники ин рма иин"рмации,нимание при экспертизер, Ключевои элемент, подключенный принятые во внимание и экк второму ы ду фо риемника, о т - 1. Авторское свидетельство СССРк второму выходу фотоприемника о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с це- по заявке Р 2807937/28,лью повышения точности и быстродейст- . кл. С 01 В 11/26 1979,У.ПодписноеР Заказ 5312/57ВНИИПИпо .д113035,а. 1/5Ютроектная,Фил ППП Патент, г. Ужгород,ь Редактор О, йркове комитета СС и открытийшская наб. 1 Корректор Л. Бокша 1