Устройство для измерения угла поворота объекта

)4 ИЗ ПИС К АВТОРСК ВУ ВИДЕТЕЛ Мф 38.А,Гареев тельство СССР 11/26, 1979. г ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О(56) Авторское свид9 916975, кл. С 01 54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛА ПОВОРОТА ОБЪЕКТА, содержащее птически связанные источник излу ения, отражающий элемент, связыв мый с объектом, объектив и фотопр мник, и схему обработки сигнала,т л и ч а ю щ е е с я тем, что целью расширения функциональных озможностей, за счет измерения корости поворота объекта, схемаобработки сигнала выполнена в видесоединенных последовательно источника опорного напряжения компаратора, дифференцирующей цепочки, формирователя импульсов, счетчика ииндикатора скорости, соединенныхпоследовательно накопителя импульсокоммутатора и измерителя угла, игенератора тактовых импульсов, выход которого подключен к вторым входам счетчика, индикатора скоростии накопителя импульсов, первыйвход которого соединен с выходомформирователя импульсов, выход фотоприемника подключен к вторым входам коммутатора и компаратора, аотражатель выполнен в виде цилиндрас линейно изменяющимся по периметру коэффициентом отражения.1185083 10 20 ЗЬ 40 45 50 55 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения углов поворота, например, антенн, роторов генераторов, якорей двигателей и т.д.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения скорости поворота объекта,На фиг. 1 представлена блок-схема предпагаемого устройства, на фиг. 2 - диаграммы сигналов на элементах схемы; на фиг, 3 - соединение отражателя с исследуемым объектом; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3.Устройство состоит из оптически связанных источника 1 излучения, отражателя 2, связываемого с исследуемым объектом 3, объектива 4, и фотоприемника 5, схемы обработки сигнала, содержащей соединенные последовательно коммутатор 6 и измеритель 7 угла, соединенные последовательно источник 8 опорного напряжения, компаратор 9, вторым входом соединенный с выходом фотоприемника 5 и вторым входом коммутатора 6, дифференцирующую цепочку 10, Формирователь 11 импульсов, счетчик 12, индикатор 13 скорости, генератор 14 тактовых импульсов и накопитель 15 импульсов. Вторые входы накопителя 15 счетчика 12 и индикатора 13 скорости соединены с генератором 14, Первый вход накопителя 15 соединен с формирователем 11, а выход - с коммутатором 6. Устройство работает следующим образом.Источник 1 излучения, например оптический квантовый генератор, генерирует в непрерывном режиме моно- хроматическое когерентное излучение, которое направляется на вращающийся объект 3 для измерения его угла поворота или скорости вращения. Это излучение отражается от отражателя 2, имеющего цилиндрическую форму и закрепленного по периметру объекта 3. Отражатель 2 с переменным коэффициентом отражения по периметру выполнен из двух частей Б и В и,зеркальной отражающей поверхности (фиг,3 и 4). Плотность вещества слоя Б постоянна, но с линейно изменяющейся толщиной слоя Б, поэтому имеет линейно изменяющийся коэффициент пропускания. Слой В предназначен для компенсации фазовых искажений при прохождении оптического излучения через слой Б. Отраженное отвнутренней зеркальной поверхности Гоптическое излучение поступает навход объектива 4 и проходит на входфотоприемника 5, Последний преобразует оптическое излучение, отраженное от отражателя 2, в электрическийсигнал. Мощность излучения при вращении объекта 3 изменяется по линейному закону, так как коэффициентотражения отражателя, закрепленного по периметру вращающегося объекта 3, изменяется также по линейномузакону. При этом, если мощностьоптического излучения, направленного на отражатель, закрепленный по периметру объекта 3, постоянна, топо величине мощности отраженного сигнала можно судить об угле поворотавращающегося объекта 3, Электрический сигнал, мощность которого соответствует мощности принятого оптического излучения с выхода фотоприемника 5 (эпюра Б фиг. 2), поступает на первый вход компаратора 9,и на первый вход коммутатора 6. Коммутатор 6 пропускает напряжение с выхода фотоприемника 5 на вход измерителя 7 угла в том. случае, если скорость вращения объекта 3 меньше, чем два оборота в секунду, Измерительугла представляет собой циф 35 ровой вольтметр, шкала которого проградуирована в единицах измерения угла поворота. Так как каждому значению величины напряжения на выходе фотоприемника 5 соответствуетопределенная величина угла поворота объекта 3, то индикатор угла непрерывно выдает информацию о величине угла поворота объекта 3. В то же время напряжение с выхода фотоприемника 5 поступает на первый вход компаратрра 9, на второй вход которого поступает опорное напряжение с выхода источника 8 опорного напряжения (эпюра ъ фиг, 2). В момент С равенства напряжений на обо 1их входах формируется напряжение определенного уровня. В момент времени, когда напряжение на втором вхо. де становится меньше, чем на первом входе, компаратор 9 закрывается, и на его выходе устанавливается нулевой уровень (эпюра 6 фиг2). Выходной сигнал компаратора 9 диф3 11850 ференцируется дифференцирующей цепочкой 10 (эпюра 8 фиг, 2), и положительные продифферепцированные импульсы запускают формирователь 11 импульсов, который Формирует импульсы длительностью, удобной для дальнейшей обработки (эпюра к Фиг. 2). Импульсы с выхода формирователя 11 импульсов поступают на первый вход счетчика 12 и на первый вход накопителя 5 им О пульсов, которые запускаются тактовыми импульсами, следующими с периодом Т (эпюрафиг. 2) и поступаницими с выхода генератора 14 тактовых импульсов, Тактовые импульсы устанав ливают счетчик 12 в исходное состояние, и он в промежутке между их действием производит подсчет импульсов, поступающих с выхода формирователя 11 импульсов, количество которых 20 соответствует числу оборотов объекта 3, а просуммированные импульсы за одну секунду несут информацию о .скорости вращения объекта 3. Информация о скорости вращения объекта 3 25 выводится на индикатор 13 скорости. Импульсы с выхода Формирователя 11 импульсов поступают на первый вход 83 4накопителя 15 импульсов, где они суммируются по амплитуде эа время между действием тактовых импульсов, Накопитель 15 импульсов представляет собой емкостный накопитель, который приводится в исходное состояние тактовыми импульсами, поступающими с выхода генератора 14 такто-, вых импульсов. Напряжение с выхода накопителя 15 импульсов эпюра и фиг. 2) поступает на первый вход коммутатора, где сравнивается с определенным порогом. При превышении этимнапряжением напряжения порога в коммутирующем элементе 6 он закрывается, и информация с выхода фотоприемника 5 не проходит на вход индикатора угла поворота объекта.Следовательно, предлагаемое устройство способно автоматически переключать режим работы, т.е. производить измерения угла поворота объекта вращения при вращении объекта со скоростью меньше, например, двух оборотов в секунду и производить измерения скорости вращения объекта при скорости вращения больше, например, одного оборота в секунду.1185083 ФигЗ Составитель Е.ГлазковаТехред М.Надь Корректор Е.Рашко Редактор С,Лисина Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Заказ б 347/32 Тираж 650 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5