Оптическая система датчика углового положения вала (ее варианты)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ А 1 РЕСПУБЛИК С 01 В Е СССР 983. овател снухина 302, ИКА УГЛОИАНТЫ) измери- овысить м умен атацииточникаосвещас.п. ф-лы, 2 ил ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ПИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДАТЧВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ВАЛА (ЕЕ ВАР(57) Изобретение относится ктельной технике и позволяетнадежность работы датчика пушения влияния осевых биенийвозникающих в процессе эксплдатчика, Световой поток от иФпройдя конденсор, равномерно ет рабочии участок первого оптического лимба, изображение штрихов которого с помощью объектива проекционнойсистемы проектируется в плоскость рабочего участка второго лимба. Призмапрямого зрения с нечетным числом отражающих граней и объектив зеркальнопереворачивают иэображение штриховпервого лимба. При вращении вала сжестко скрепленными с ним лимбамиштрихи второго лимба перемещаются на.встречу движению изображения штриховпервого лимба, Фотоприемник преобра-.зует промодулированный сигнал в им-.пульсный фотоэлектрический сигнал,который затем используется для определения угла поворота вала путем отсчитывания количества импульсов.1234Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в фотоэлектрических преобразователях для измерения угловых перемещений объектов. 5На фиг.1 представлена оптическая система датчика первый вариант; на фиг2 - то же, второй вариант.Оптическая система датчика углового положения вала по первому вариан О ту содержит источник 1 излучения и конденсор 2, образующие осветитель 3,. первый оптический лимб 4, проекционную систему, включающую объектив 5, выполненный из двух положительных элементов, и призму 6 прямого зрения с нечетным числом отражающих граней, например призму Аббе или призму Пехана, второй оптическийлимб 7, объектив 8 и фотоприемник 9. Проекционная 2 О система установлена неподвижно между лимбами и ориентирована так, что отражающие грани призмы прямого зрения перпендикулярны плоскости, проходящей через ось вала 10 и оптическую ось 25 объектива 5.Призма прямого зрения расположена между положительными элементами объектива 5, Оба лимба скрепляются с валом 10 соосно между собой, при этом ЗО рабочие поверхности с нанесенными на них радиальными штрихами, параллельны и обращены друг к другу.По второму варианту проекционная система выполнена в виде поворотной призмы 11, зеркального объектива 12 и второй поворотной призмы 13. Поворотные призмы 11 и 13 скреплены с входной гранью зеркального объектива. Проекционная система образует моноблок. Оптическая система по первому варианту работает следующим образом.Световой пучок от источника 1, пройдя конденсор 2 осветителя 3, собирается на рабочий учасгок первого оптического лимба 4, изображение штрихов которого с помощью объектива 5 однократного увеличения и призмы 6 проектируются в плоскость рабочего участка второго лимба 7. Призма 6 прямого зрения с нечетным числом отражающих граней и объектив 5 зеркально переворачивают изображение штрихов первого лимба. В результате этого при вращении вала с жестко скрепленными с ним лимбами 4 и 7 штриОз 2хи лимба 7 перемещаются навстречу ,цвижению изображения штрихов лимба 4. Световой поток, прошедший черезштрихи лимба 7 при вращении лимбов 4 и 7,модулируется и принимается объективом 8, которыи направляет его на фотоприемник 9. Фотоприемник 9 преобразует промодулированный сигнал в импульсный фотоэлектрический сигнал, который затем используется для опре,целения угла поворота вала путем отсчитывания количества импульсов,При вращении вала с жестко закрепленными лимбами 4 и 7 происходит чередование максимумов и минимумов освещенности в плоскости фотоприемника 9 при повороте лимбов 4 и 7 на 1/4 шага штриха лимба.В предлагаемой оптической системе приближение лимба 4 к проекционной системе на некоторую величину а приводит к удалению изображения штрихов лимба 4 от объектива на ту же величину а .Вследствие жесткого крепления лимбов 4 и 7 приближение лимба 4 к проекционной системе автоматически приводит к удалению лимба 7 от нее. При этом смещение плоскости изображения штрихов лимба 4, вызванное перемещением лимба 4, равно по величине инаправлейию смещению плоскости анализа, совпадающей с плоскостью шкалы,нанесенной на лимбе 7,Таким образом, смещение вала вдоль оси например, за счет люфтов в подшипниках не приводит к расфокусировке изображения, штрихов лимба 4 в плоскости штрихов лимба 7, что повышает надежность работы датчика.Работа оптической системы по второму варианту (фиг.2) аналогична работе оптической системы по первому варианту, Отличие заключается в том, что зеркальный поворот изображения штрихов первого лимба 4 осуществляют с помощью проекционной системы, выполненной в виде моноблока, что исключает ее разъюстировку в процессе эксплуатации и, следовательно, способствует увеличению надежности работы датчика.Формула изобретения1, Оптическая система датчика углового положения вала, содержащая,последовательно расположенные и опти 1231 цОЗчески связанные источник излучения, конденсор, два оптических лимба, один из которых скреплен с валом, объектив и фотоприемник, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью увеличения надежности работы датчика, она снабжена проекционной системой, выполненной в виде призмы прямого зрения с нечетным числом отражающих граней, и объективом, состоящим из 10 двух положительных элементов с общим увеличением, равным единице, проекционная система установлена между лимбами, призма прямого зрения установлена между положительными элемен тами объектива и расположена так, что ее отражающие грани перпендикулярны плоскости, проходящей через ось вала и оптическую ось объектива, Я Второй лимб жестко скрепляется с 30 валом.2. Оптическая система датчика углового положения вала, содержащая последовательно расположенные и оптически связанные источник излучения, конденсор, два оптических лимба, один из которых скреплен с валом, объектив и фотоприемник, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью увеличения надежности работы датчика, проекционная система выполнена в виде двух призм, каждая из которых имеет одну отражающую грань, и объектива с увеличением, равным единице, одна из поверхностей которого выполнена с вогнутым зеркалом, а другая в . с контрзеркалом, поверхность объектива с контрзеркалом выполненав виде плоскости и объектив расположен так, что его поверхность перпендикулярна плоскостям обоих лимбов, обе призмы расположены последовательно по ходу излучения до и после объектива и скреплены с его плоской поверхностью, а второй лимб жестко скрепляется с валом.1231403 оставитель Н.Солодухиехред И.Попович Корректор В.Синицкая едактор А,Огар аказ 2556/ Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул ктная Тираж 6 НИИПИ Государст по делам изоб 13035, Москва, 0 Подписноеениого комитета СССРетений и открытий