Устройство для измерения угла поворота вала

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНРЕСПУЬ ЛИК 23196 9)Я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 07 НРЬ БРЕТЬСТВУ ОПИСА(21) 2846776/18-28 выходу блока вычисления, регистратор, (22) 29,11,79 первый вход которого соединен с блоком (46) 15.06.83, Бюл. 22 усреднения, второй - с вторым выходом (72) В. И. Урьяшбпока вычисления, о т л н ч а ю щ е- (53) 531.717 (088.8) е с я тем, что, с цевью унрошення кон- (56) 1. Турнчин А. М. Электрические струкпни, уменьшения габаритов и веса измерения неэлектрнческих велнчин, М.-устройства, модулятор выполнен в виде Л"Энергия, 1966, с.459, рис, 24-6. штриховой меры, все штрихи которой нден 2, Авторское свидетельство СССР тнчны за исклкяением одного, имевшего по заявке2725666/18-28, бо ьшую ширину, импульсные датчики сокл. И 01 В 11/26, 1979 (прототип), пряжены со штриховой мерой и выполне- (54)(57) УСТРОЙСЯВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ- ны в виде пары осветитель - фотоприем- НИЯ УГЛА ГЮВОРОТА ВАЛА, содержа- никодя из датчиков укреплен на корщее корпус, модулятор с прнводом, два пусе, второй - на поворотной втулке, сочимпуиьсных датчика, амплитудный днскрн- леняемой при нзмереннн с контролируе минатор, подключенный к импульсным датмым валом и размещенной соосно с ма Я чикам, блок вычнсления, каждый нэ двух дулятором, корпус выполнен в виде стакавходов ко-офио соединен с соответствую- на, в котором размещены модулятор с прищим ему выходом амплитудного дискрими- .водом, импульсные датчнкн и поворотная патера, блок усреднения, подключенный к втулка.Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля параметров движения, в частности для высокоточного измерения углов поворота.5Известно устройство дпя измерения утьла поворота вала, содержащее барабан с магнитными рисками, поворотную втулку, две считывающие головки, цифровой измеритель фазы 1Известное устройство характеризуется недостаточной точностью измерений, обусловленной нестабильностью скорости барабана внутри одного оборота.Наибопее близким к изобретению явля етсч устройство для измерения угла по ворота вела, содержащее корпус, модулятор с приводом, два импульсных датчика, амплитудный дискриминатор, подключен, ный к импульсным датчикам, бпок вы чиотения, каждый из двух входов которого соединен с соответствующим ему выходом амплитудного дискриминатора, блок усреднения, подключенный к выходу блока вычисления, регистратор, первый вход ко торого соединен с блоком усреднения, второй - с вторым выходом бпока вычисления 2Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, а также зна- ЗО чительные вес и габариты, исключ%юшке воэможность использования его во многих случаях контроля углов поворота "машин и приборов.Бель изобретения - упрощение конструкции, уменьшение габаритов и веса устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, ддя измерения угла по ворота вела, содержащем корпус, модуля,4 О тор с приводом, два импульсных датчика, амплитудный дискриминатор, подключенный к импульсным датчикам, блок вычисления, каждый из двух входов которого, соединен с соответствующим ему выходом амплитудного дискриминатора, блок усреднения, подключенный к выходу бпока вычислениярегистратор, первый вход которого соединен с блоком усреднения,второй - с вторым выходом блока вычисле,ния, модулятор выполнен в виде штрихоаой меры, все штрихи которой идентичны за исключением одного, имеющего большую ширину, импульсные датчики со.пряжены со штриховой мерой и выпопне-55 Бы В виде ища осветитель фф фотопри емннк, один из датчиков укреплен на корпусе, второй - на поворотной втулке, сочленяемой при измерении :с контролиру- ю емым валом и размещенной соосио с модулятором, корпус выполнен в виде стакана, в котором "размещены модулятор сприводом, импульсные датчики и поворотная втулка.На фиг. 1 представлена блок-схемапредпагаемого устройства: на фкг, 2 диаграммы импульсов в определенных точ- .ках устройства.Устройство содержит корпус 1, выполненный в виде стакана, в котором размещены модулятор 2, синхронный двигатель3 и два импульсных датчика, Каждый иэимпульсных датчиков состоит из осветителя и фотоприемника, например, из светодиода и фотодиода. Первый датчик состоит из светодиода 4 и фотодиода 5,укрепленных в корпусе 1, второй - изсветодиода 6 и фотодиода 7, укрепленныхна поворотной втулке 8,Модулятор 2 выполнен в виде периодической штриховой меры, Все штрихимеры, например 9, идентичны, кроме одного штриха 10, имеющего большую, чему других, ширину. Оба импульсных датчика сопряжены штриховым полем меры, Поворотная втулка 8 размещена соосно смодулятором 2 и устанавливается на контролируемый вал 11.Выходы импульсных датчиков (выходыфотодиодов 5 и 7) подклкщены иа входамплитудного дискриминатора 12, выходыкоторого соединены с блоком 13 вычисления, один выход блока 13 подключен крегистратору 15 непосредственно, другойчереэ бпок. 14 усреднения. Амплитудныйдискриминатор предназначен для выделения иЗ потока импульсов, поступающихс обоих датчиков, тех импульсов, которыеВозбуждены штрихом 10 и для разделениявсего потока импульсов по двум измерительным канапам, Синхронный двигатель3 подключен к стабилизированному почастоте блоку 16 питания, Каждый измерительный датчик снабжен диафрагмой,которая размещена между фотоприемникоми модулятором.Устройство работает следующим образом,Подают питание с блока 16 на алектродвигатель 3 и приводят модулятор вовращение с постоянной скоростью, Световой поток в импульсных датчиках поступает со светодиодов 4 и 6 соответственно на фотодиоды 5 и 7. Вращение модулятора приводит к периодическому пересечению световых потоков датчиков штри-шми модулятора, изменению атих световых потоков и возбуждению тем самым3 1023196 4нмпульсов тока на выходе фотоднодов 5 но чнсла М угловс(- - уклащываюпщх- мофн 7. Импульсы от всех штрихов пернодн- ся в измеряемом угле .Число .п опре ческоя меры одннаковы по свопм параделается во втор м иэмернтеле-блока 13метрам, эа исключением тех, которые воэ-:автоматическим подсчетом .чнсла нмпульбуждены маркированным штрихом 10. Тасов, поступающих с одного из датчиковкне импульсы отлнчаются от остальныхна ннтервалевременн Т между двумяпо амплнтуде, как зиибужденные большим маркированными импульсами.световым потоком, За один оборот моду-. На фнг. 2 для примера показан слуФлятора возникают, таким обрезом, два чай, когда Ю 2.маркированных импульса - однй с фото.-щ Выход первого канала подключен и редиода 5,: другой - с фотоднода 7 гнстратору через блок 14 усрейнення, выНа фнг. 2 приведены днаграммы 17 полняющнй операциюимпульсов, поступающих с реперного датчика (с фотоднода 5), а также днаграм-,1 "- фма 18 импульсов, поступакащх с подвнж " ,ного датчика (с фотоднода 7), Обоэначегде И - чнсло штрнхов в перноднческойТ - период оборота модулятора; мере.Т - временной ннтервал между двумя Такам сфраэомю Ргкстратор 15.фиксн-соседними нмпульсамн, поступаю О Рует две велнчнны; ;н Фнщнмн с одноименного датчика; Иэ фнг. 2 нндно, что.временные интервалы между нм 4 й-.Т- временной ннтервал между двумямаркированнымн импульсами, соот-, Заменяя 4; на 6 нэ выраженна (1)ветствуюпщй действнтельному нз- "н переходя к угловой мере, можно опрамеряемому углу 0," - делить действнтельное значение углаобозначение маркированного нм- - ЗО по формуле .пульса, На фнг. 2 приведены также эпюры 20н 21 импульсов плнтельностьв : н . с АОФ +К 1 (ЧТ Формируемых в. блоке 13 вычксленна,35Они подлежат заполненню счетнымн нмпульсамн с генератораобразцовой час-, где К - коэффнцнент преобраэовання (ед.тоти. угла/ед, временн). Операпня вычнсленняВ амплнтудном дискриминаторе 12 про- с(, может быть в дальнейшем автоматннсходнт раэделенне потока нмпульсов по, энрована с помощью вычнслнтельного уст;4 Одвум каналам: по первому каналу следу- ройства,ют все нмнульсы без нсключенна - прос- Вынонненне модулятора в вийе пернотые. н маркнрованные, а по второму ка- днческой меры приводит к тому, что каютналу - только маркнрованные нмпульсы. ролнруемый угол нэмеряется , раз за. Блок 13 построен как нзмернтель вре-, один оборот модулятора - по чнслу щтрнменных ннтервалов между двумя соседнн- хов (пернойов). меры. В результате эа4мн импульсами, поочередно поступающнмн один оборот модулятора получают И врес неподвижного н подвижного датчиков, менных ннтервалов , . Я, +, ., Ф ),прячем измерение пронэводнтса широтно- т,е. значений точного отсчета,импульсным методом, Существенно, что усреднение подиеБпок 13 содержат в себе два,измеря-о жат именно й (нлн кратное И число) по-.теля, по одному на каждый канал ннфор-. следовательно н непрерывно следующих,майна, выделенный в дискриминаторе 12: один за другим временных ннтерваловпервый канал служнт дия нзмерення вре- Это поэвопяет сннэнть вннянне на реаульменных ннтервалов 4 (канал точного .тат измерения снстематнческой н случай 4отсчета., второй канал (грубого отсчета)ф Б ной составляющих нестабнльностн скоросслужнт дия определенна целого чнслатн вращения модулятора внутри оборота3 Ф временных ннтервалов Т укладымю- н тем самым повысить точность нэмепщаа на ннтервале Т,нлн соответствен- :РенанСоставитель Ю, Петраковский Редактор М. Келемеш Техред А Бабинец Коррек Заказ 4 ж 602 ПодписнСССР бре ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Прое ф н, 4 197/27 Тира ВНИИПИ Госуда по делам иа 113038, Москва,П