Устройство контроля перемещений

4 О 01 В 21/ ОПИОАН ЕТЕНИЯ ИЕ ИЗ ГОСХЕФСтвЕННЫй ИЕИИтЕ 1 СССР ю Лшлй ИВПЮВФВ и тюые(54) СтрейСтВО КОНтрОЛЯ ПКРЕИК 111 КНИй(571 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике н можетбыть использовано в качестве чувствительного элемента промьаяпенного робота, а также как преобразовательмикроперемещений и углов наклона отражающих поверхностей. Целью изобретения является уменьюение габаритови расниренне функциональных возможО 1234723 ностей.за счет контроля угловых перемещений. В датчике устройства торец. волоконнооптического ответвителн,обращенный к поверхности, выполнен в виде девятнэлементной квадратной матрицы с окаймляющей рамкой, центральный и четыре угловых элемента матрицы соединены с световодами, свмзанными с нсточинком излучения. Окаймляющая рамка соединена с световодами, соединенньии е 4 отонреобразователем, сигнал с которого служит опорным для регулироаання мощности источника излучения, сигналы с двух пар противолежащих элементов матрицы, соединенных с световодами, ностунают на че" й тыре фотоприемника и затем попарно на два разностных усилителя для 4 ормирования выходных сигналов об углах наклона отражающей поверхности и на суммирующйй усилитель для формиро- Я ваиия сигнала о линейном перемещении поверхности. 4 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в качестве чувствительного элемента промывленнвго робота, а также как преобразователь микроперемещеннй н углов наклона отражающих поверхностей,Целью изобретения является уменьшение габаритов и расширение функциональных возможностей за счет контроля угловых перемещений.На фиг. 1 приведена схема устройства; иа фиг. 2 - схема торцовой части волоконнооптического ответвителя; на фиг. 3 и 4 - диаграммы сигналов при линейном и угловом перемещениях объекта соответственно. 1234О5 Устройство контроля перемещений,содержит источник 1 излучения, волоконнооптический ответвитель 2, содержащий первую группу световодов 3и вторую группу световодов 4-8, торец 9 волоконнооптического ответ вителя 2 направлен на контролируемуюотражающую поверхность 10. Устройство содержит также приемник излучения,выполненный в виде.фотоиреобраэователей 11-15, оптически связанных сосветоводами 5, 6, 7, 8 и 4, управляЗОемый усилитель 16 мощности, включенный между фотопреобразователем 15 иисточником 1 излучения, блок 17 обработки сигналов, выполненный в видечетырех входового суммирующего усилителя 18, подключенного к фотопреобраэователям 11, 213 и 14, и двухразностных усилителей 19 и 20, подключенных к фотопреобразователям11, 12 и 13, 14 соответ.твенно,торец волоконнооптического ответвите-ля 2 выполнен в виде девятиэлемент. ной матрицы 21 с окаймляющей рамкой 22, центральный и четыре угловыхэлемента матрицы 21 соединены .с световодамн 3, а остальные противоле-. 45жащие элементы матрицы 21 соединенысоответственно с световодами 5, 6и 7, 8, а световод 4 - с,окаймляющей. рамкой 22.Устройство контроля перемещений %работает следующим образом.Свет от источника 1 излученияпоетупает на вход световода 3 волоконнооптического ответвителя 2 кторцу 9 и излучается другими концами 55световода 3, соединенными с центральным и четырьмя угловыми эле,ментами девятиэлементной матрицы 723 221 (фиг. 2). Часть света после отражения от поверхности 1 О падаетна матрицу 2 на торце 9 и попадаетна световоды 5, 6, 7 и 8, соединенные с остальными четырьмя элементамидевятиэлементной матрицы 21 и насветовод 4, соединенный с окаймляющей рамкой 22 (фиг. 2). С световодов4-8 свет поступает на входы фотопреобразователей 1-5, Кривая зависимости тока фотопреобразователя11 и выходного сигналаот пересмещения Х (фиг, 3, кривая а ) в рабочем диапазоне (отмечен на фиг. 3пунктиром) параллельна оси Х. Токфотопреобраэователя 11, поступающийна вход управляемого усилителя 16мощности, служит опорным сигналом дляавтоматического регулирования светаисточника 1 излучения при изменениикоэффициента отражения отражающей .поверхности 10 и в рабочем диапазонене зависит от ее угла наклона ыСистема автоматического регулирования света источника 1 излучения осуществляется с помощью фотопреобразователей 11 и управляемого усилителя16 мощности,Форма опорного сигнала в рабочемдиапазоне перемещений определяетсяконфигурацией конца световода 4 (рам"ки 22) на торце 9, Токи фотопреобразователей 12-15 поступают на входысуммирующего усилителя 18, причемзависимость сигнала на его выходе отперемещения Х (фиг. 3, кривая б ) врабочем диапазоне имеет линейнуюзону, что упрощает регистрацию значения перемещения Х,Выходы фотопреобраэователей 12 и13 соединены с входами разностиогоусилителя 19, а выходы фотопреобразователей 14 и 15 - с входами разностного усилителя 20. При изменении только угла наклона о отражающей поверхности О к оси, проходящей черезцентры элементов, объединенных сосветоводами 5 и 6, изменяется выходной сигнал разностного усилителя 19(фиг, 4), а выходной сигнал разностного усилителя 20 остается неизменным.Наоборот, при изменении толькоугла наклона. отражающей поверхности 10 к оси, проходящей через центры элементов, соединенных со световодами 7 и 8., изменяется выходной сигнал разностного усилителя 20, а выходнойсигнал раэностного усилителя 19 остается неизменным, В случае, когда отражающая поверхность 10 перемещается в произвольном направлении, .изменяются одновременно выходные сигналы суммирующего усилителя 18 и разностных усилителей 19 и 20, причем каждый из трех сигналов характеризует один иэ трех основных видов перемещения отражающей поверхности - линейного перемещения и двух углов наклона.Формула изобретенияУстройство контроля перемещений, 15 содержащее источник излучения, волоконно-оптический ответвитель, состоящий из двух групп световодов, Приемник излуЧения и блок обработки сигналов, связанный с ним, одни из концов первой группы световодов оптически связаны с источником излучения, а одни иэ концов второй группы световодов - с.приемником излучения, о т л и ч а ю щ е е с я 25 тем, что, с целью уменьшения габаритов и расширения Функциональных воэможностей за счет контроля угловых перемещений оно снабжено управляемым усилителем мощности, приемник излучения выполнен в виде пяти фотопреобразователей, торец волоконнооптического ответвителя выполнен ввиде девятиэлементной квадратной матрицы с окаймляющей рамкой, центральный и четыре угловых элемента матрицы соединены с свободными концамисветоводов первой группы, связаннойс источиком излучения, остальныечетыре элемента матрицы соединены ссвободными концами четырех световодов группы, связанной с соответствующими фотопреобраэователями приемника излучения, один конец пятогосветовода этой группы связан с пятымфотопреобразователбм, а другой конец - с окаймляющей рамкой, блок обработки сигналов выполнен в видечетырехвходового суммирующего усилителя и двух разностных усилителей,первый и второй фотопреобразователй,связанные с противолежащими элементами матрицы через световоды, подключены соответственно к первым и вторымвходам первого разностного усилителяи суммирующегоусилителя,третий ичетвертый фотопреобразовательсоединены стретьими ичетвертыми входамисуммирующЕго усилителяи второгоразностного усилителяа управляемьйусилитель мощностивключен междуятью фотопреобразователем иисточником излучения.азкова В, Бут ова Заказ 2977/46 Тираж 670ВИИИПИ Гасударственного ко.цо дедам изобретений и о113035, Москва, Ж, Раущ Подписноа СССР тии аб., д. Проектн ческое пред е твенно кгор