Устройство для измерения угла поворота объекта

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ОБЪЕКТА, содержащее оптически связанные источник излучения , отражающий элемент, связываемый с объектом, объектив и фотоприемник , и схему обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, за счет измерения скорости поворота объекта, схема обработки сигнала выполнена в виде соединенных последовательно источника опорного напряжения компаратора , дифференцирующей цепочки, формирователя импульсов, счетчика и индикатора скорости, соединенных последовательно накопителя импульсов, коммутатора и измерителя угла, и генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к вторым входам счетчика, индикатора скорости и накопителя импульсов, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, выход фотоё приемника подключен к вторым входам коммутатора и компаратора, а отражатель выполнен в виде цилиндра с линейно изменяюищмся по периметру коэффициентом отражения.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3540460/24 — 28 (22) 11.01.83 (46) 15.10.85. Бюл. Ф 38 (72) В.М.Артемьев, В.А.Ганэ, В.А.Егоров и А.П.Андреев (53) 531.715.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 916975, кл. С 01 В 11/26, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УГЛА ПОВОРОТА ОБЪЕКТА, содержащее оптически связанные источник излу.— чения, отражающий элемент, связываемый с объектом, объектив и фотоприемник, и схему обработки сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, за счет измерения скорости поворота объекта, схема

„„SU„„3185083 A обработки сигнала выполнена в виде соединенных последовательно источника опорного напряжения компаратора, дифференцирующей цепочки, формирователя импульсов, счетчика и индикатора скорости, соединенных последовательно накопителя импульсов, коммутатора и измерителя угла, и генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к вторым входам счетчика, индикатора скорости и накопителя импульсов, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, выход фотоприемника подключен к вторым входам коммутатора и компаратора, а отражатель выполнен в виде цилиндра с линейно изменяющимся по периметру коэффициентом отражения.

1185083

20

40

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 напря1 жения, 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 монохроматическое 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 от внутренней зеркальной поверхности Г оптическое излучение поступает на вход объектива 4 и проходит на вход фотоприемника 5. Последний преобразует оптическое излучение, отраженное от отражателя 2, в электрический сигнал. Мощность излучения при вращении объекта 3 изменяется по линейному закону, так как коэффициент отражения отражателя, закрепленного по периметру вращающегося объекта 3, изменяется также по линейному закону. При этом, если мощность оптического излучения, направленного на отражатель, закрепленный по периметру объекта 3, постоянна, то по величине мощности отраженного сигнала можно судить об угле поворота вращающегося 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, Измеритель ? угла представляет собой циф35

: ровой вольтметр, шкала которого проградуирована в единицах измерения угла поворота. Так как каждому значению величины напряжения на выходе фотоприемника 5 соответствует определенная 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 1. фиг. 2). В момент t равенства напряжений на обо1 их входах формируется напряжение определенного уровня. В момент времени, когда напряжение на втором входе становится меньше, чем на первом входе, компаратор 9 закрывается, и на его выходе устанавливается нулевой уровень (эпюра B фиг ° 2).

Выходной сигнал компаратора 9 дифЮ у г

3 11850 ференцируется дифференцирующей цепочкой 10 (эпюра Р, фнг. ?), 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- 1О пульсов, которые запускаются тактовыми импульсами, следующими с периодом Т (эпюра у фиг. 2) и поступаницими с выхода генератора 14 тактовых имПульсов. Тактовые импульсы устанав- 15 ливают счетчик 12 в исходное состояние, и он в промежутке между их действием производит подсчет импульсов, поступающих с выхода формирователя 11 импульсов, количество которых го 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 4 накопителя 15 импульсов, где оки 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 (э яра и фиг. 2) поступает на первый вход коммутатора, где сравнивается с определенным порогом. При превышении этим напряжением 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.Глазкова

Техред М. Надь Корректор E.Ðoøêî

Редактор С.Лисина

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

Заказ б347/32 Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Устройство для измерения угла поворота объекта Устройство для измерения угла поворота объекта Устройство для измерения угла поворота объекта Устройство для измерения угла поворота объекта 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в астрономии, навигации, геодезии, технической физике, точном машиностроении и приборостроении, оптико-механической и оптико-электронной промышленности и в строительстве сооружений

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения углового положения центра и геометрических размеров протяженного объекта

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения углового положения ротора гальванометрических сканаторов, используемых для лазерной маркировки и гравировки

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и касается опорных устройств линий электроснабжения, расположенных вдоль железнодорожного полотна

Изобретение относится к диагностическим приборам, определяющим техническое состояние узлов общего машиностроения

Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам поворотного типа для задания (воспроизведения) и измерений плоского угла

Изобретение относится к метрологии, в частности к методам калибровки угломерных и углозадающих устройств поворотного типа, формирующих дискретные круговые шкалы полного и (или) неполного диапазонов, путем их сличений с эталонными устройствами (эталонными шкалами)

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к сборке магнитного преобразователя угла, осуществляющего измерения угловых размеров при эксплуатации в условиях повышенных нагрузок

Изобретение относится к приборам для измерения угла поворота (наклона) объектов относительно вертикали
Наверх