Фотоэлектрический датчик перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейнь Х перемещений и углов поворота объекта. Датчик состоит из п одинаковых каналов , использующих один источник излучения . Каждый из каналов состоит из -расположенных по ходу излучения источника отражательных элементов {например призм), направляющих пучки на п параллельных друг другу коллиматоров , расположенных через равные промежутки вдоль траектории перемещения подвижного растра. Подвижный растр имеет периодически расположенные прозрачные окна, с помощью которых модулируются потоки, выходящие из коллиматоров. Параллельно подвижному растру расположен неподвижный растр, имеющий п окон считывания , расположенных на осях пучков коллиметоров. Напротив окон считывания неподвижного растра установлены фотоприемники, по сигналам на выходе которых определяется величина перемещения. Благодаря применению в каждом канале своего коллиматора в датчике уменьшена неодинаковость расходимости пучков в разных каналах, что способствует повышению точности. .Одновременно за счет уменьшения световых диаметров коллиматоров создается возможность применения в них короткофокусных объективов, что позволяет уменьшить габариты датчика. 1 3.п. ф-лы. 4 ил. S (Л ьэ О5 с&

ССКЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D4 С 01 В II 26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3843644/25-28 (22) 09.01.85 (46) 15.12.86. Бюл. У 46 (72) Л.Y..Êëåéÿåðìàí, Т.В,Груздева и N.È.Ôèëàòoâ (53) 681.325.3(088 ° 8) (56) Преснухин 11.Н. Фотоэлектрпч ские преобразователи информации.

Машиностроение, 1974, с. 179-180.

Авторское свидетельство СССР

II! 560137, кл, G Ol В 11/26, 1977. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений и углов поворота объекта.

Датчик состоит из п одинаковых ханалов, использующих один источник излучения. Каждый из каналов состоит из расположенных по ходу излучения источника отражательных элементов (например призм), направляющих пучки на и параллельных друг другу колSU II 2769Î5 А 1 лиматоров, расположенных через равные промежутки вдоль траектории перемещения подвижного растра. Подвижный растр имеет периодически расположенные прозрачные окна, с помощью которых модулируются потоки, выходящие иэ коллиматоров. Параллельно подвижному растру расположен неподвижный растр, имеющий и окон считывания, расположенных на осях пучков коллиметоров. Напротив окон считывания неподвижного растра установлены фотоприемники, по сигналам на

1 выходе которых определяется величина перемещения. Благодаря применению в каждом канале своего коллиматора в датчике уменьшена неодинаковость расходимости пучков в разных каналах, что способствует повышению точности.

Одновременно за счет уменьшения световых диаметров коллиматоров создается возможность применения в них короткофокусных объективов, что позволяет уменьшить габариты датчика. з.п. ф-лы. 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испопь эовано для измерения линейных перемещений и углов поворота объектов.

Целью изобретения является повышение точности и уменьшение габаритов датчика.

Иа фиг.1 и 2 изображена схема датчика угловых перемещений в двух проекциях; на фиг.3 — оптический канал с дополнительной плоскопараллельной пластиной; на фиг.4 — расположение оптических каналов в датчике линейных перемещений.

Датчик содержит источник 1 сне ", †:., четыре отражательных элемента 2, 3, 4 и 5, выполненных в виде призм, четыре коллиматора 6, подвихнь и растр

7, неподвижный растр 8 с четырьмя окнами считывания, четыре фотоприемника 9 и две плоскопаралп=....пьиые n acI.vны 10 и 11.

Датчик работает следующим образом.

Свет от источйика 1 призмами 2-5 направляется на коллиматоры б, формирующие четыре одинаковых пучка. Каждый пучок проходит через подвижный растр 7 и неподвижный растр 8, при этом происходит модуляция света. Модулированные световые потоки регистрируются фотоприемниками 9, с ксторых снимаются электрические сигн чы„ несущие информацию о величине пере .е-. щения. Величину перемещения характеризуют количество периодов и уровень в пределах периода переменной cocòàâляющей сигнала.

Два крайних канала, сформированных отражательными элементами 3 и 5, удалены от источника на большее расстояние, чем каналы, сформирсванные элементами 2 и 4. Для совмещения фокуса крайних каналов с местом установки источника, при использовании во всех каналах одинаковых ксллиматоров в крайних каналах уста"свлены дополнительные плоскопараллельные пластины 10 и 11.

Применение одного источника в совокупности с четырьмя одинаковыми оптическими каналами обеспечивает повышение точности за счет уменьшения разности расходимостей пучков в ра.- -ных каналах. уменьшение габаритов датчика.,остигается в результате исклю .ения сдного общего коллиматора, имеющего

7á905 3 большой световой диаметр, определяемьй длиной линии расположения всех и окон считывания и при высоких требованиях к расходимости большое фокусное расстояние.

В датчике каждый коллиматор формирует световой пучок для освещения только одного приемника, поэтому его размеры могут быть небольшими.

16

Формула из обретения

1. Фотоэлектрический датчик перемещений, содержащий источник излучения и расположенные последовательно по ходу его излучения проекционную систему, растр, установленный в плос" кости перпендикулярной оптической оси проекционной системы, с возможно2О стьк: перемещения в1 плоскор и растра и выполненный в иде непрозрачной маски с прозрачнымл окнами, расположенными периодически B направлении траектории точки пересечения оптической оси проекционной системы с плоскостью растра, второй растр, yc-.

-,àíoâëåIIHbIé неподвижно параллельно первому растру и выполненный в виде непрозрачной маски с 1 прозрачными

M окнами, расположенньки вдоль траектории перемещения проекции окон первого растра с периодом Т/и, где Т— период расположения окон первого растра, и и фотоприемников, расположенных напротив окон второго растра, о т л и ч а ю III и и с я тем, что, с целью повыше.:ия точности и уменьшения -абаритов датчика, проекционная система содеряа т и каналов, состоящих из одинаковых коллиматоров, установленных таким образом, что их оптические оси совпадают с осями чувствительности фотоприемников, отражательных элементов, установленных в положении, при.котором образованные нии изображения о ей каллиматоров проходят через центр источника, и компенсаторов, уменьшающих влияние неравенства расстояния от источника до коллиматоров на расходимость пучков на выходе коллиматоров.

2., Датчик по П.1, о т л и ч R юшийся . "ем, что компенсаторы выполнены в виде плоскопараллельных пластин., толщина которых выбрана в зависимости от удаления колли,а!о а

) нст Очникз

1276905

Составитель N.Ñåè÷óêîâ

Техред И.Попович Корректор М.Поко

Редактор А.Лежнина

Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6656/32

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4