Фотоэлектрический преобразователь круговых перемещений

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (5И 4 С 01 В 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3947829/24 — 28 (22) 02.09.85 (46) 15.05.87. Бюл Ng 18 (71) Вильнюсский филиал Экспериментального научно-исследовательского института металлорежущих станков (72) Л.И.Герберене, Б.А.Кравченко и А.Т.Ушинскас (53) 531.715.2 (088.8) (56) Фотоэлектрические преобразователи информации./Под ред. Л.Н.Преснухина.M. Машиностроение, 1974, с.146.

Авторское свидетельство СССР

Р 756193, кл. G 01 В 11/00, 1980. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУГОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повышение точности измерений. Излучение от осветительной системы 1 проходит растровое сопряжение 2, 3.

Геометрический центр подложек обоих растров является центром радиальных штрихов, равномерно нанесенных по периферии растра 2. Индикаторный растр 3 выполнен с окнами считывания в виде секторов из радиальных штрихов с равным угловым шагом между ними. Геометрические центры штрихов каждого сектора лежат на окруж ности радиуса r, центр которой совпадает с центром растра 3. На каждом секторе растрового сопряжения излучение образует комбинационные полосы сеточного типа, направленные по окружностям. Для получения четырех сдвинутых на 90 эл. град. сигналов на комбинационной полосе располагают четыре приемника 5 излучения, угловое расстояние между которыми и = arctg R се pW/ïã - секРИ1, где R — радиус делительной окружности растра 2; P — номер комбинационной полосы; W — угловой шаг штрихов растров; и — количество приемников 5 излучения, связанных с одним сектором; r — радиус окружности, на которой находятся центры штрихов секторов растра 3. С фотоприемников 5, расположенных напротив диаметрально противоположных окон считывания, снимают синфазные сигналы. Сигналы с фотоприемников, расположенных напротив одного из окон считывания, суммируют так, что с каждого сектора получают два ортогональных сигнала. Результирующие сигналы с разных секторов дают информацию о круговом перемещении растра 2.

3 ил.

1310б31

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в системах отсчета перемещений узлов точных станков.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается путем уменьшения погрешности неортогональности сигналов.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема фотоэлектрического преобразователя круговых перемещений; на фиг. 2 — сопряжение измерительного и индикаторного растров (вариант выполнения индикаторного растра с четырьмя окнами считывания); на фиг. 3 — упрощенная картина расположения комбинационных полос для окон считывания (секторов), расположенных на одной из координатных осей.

Предлагаемое устройство содержит осветительную систему 1, круговые измерительный растр 2 и индикаторный растр 3 с окнами 4 считывания, фотоприемную систему, содержащую фотоприемники 5, установленные напротив окон 4 считывания.

Геометрический цент (т.О, фиг.2) подложек обоих растров 2 и 3 одновременно является центром круговой дорожки из радиальных штрихов, равномерно нанесенных по периферии растра 2 на радиусе R.

Окна 4 считывания индикаторного рас.тра 3 выполнены в виде секторов из радиальных штрихов с равным угловым шагом между штрихами. Геометрические центры О -Од штрихов каждого сектора индикаторного растра 3 лежат на окружности радиуса г,центр которой совпадает с геометрическим центром растра 3, причем центры диаметрально противоположных секторов также расположены диаметрально проти. воположно.

Радиус делительной окружности штрихов в секторах может быть равен как R+r (фиг.2), так и R-r.

При сопряжении концентрично установленных растров 2 и 3 на каждом секторе сопряжения образовываются комбинационные полосы сеточного типа, которые для каждого сектора направлены по окружностям, центры которых диаметрально противоположны и расположены на осях симметрии диаметрально противоположных секторов.

Для получения четырех сдвинутых на 90 эл. град. сигналов на комбинационной полосе должно поместиться четыре приемника 5 излучения (возможно размещение приемников на любом нечетном числе комбинационных

I полос, но в этом случае уменьшается глубина модуляции).

Как видно из фиг. 3, 10

Π= are tg — —.

2R

В то же время, радиусы Рк окружностей, по которым расположены комбинационные полосы, определяются по известной формуле

Jtgr pW+1 .к tgPW

Следовательно, угловое расстояние между приемниками 4 излучения определяется зависимостью

R tPW

25 и. r tg Р + где R — радиус делительной окружности штрихов измерительного растра;

Р— номер комбинационной поло30 сы, получаемой в результате сопряжения штрихов и=-— мерительного растра и сектора индикаторного растра;

W — угловой шаг штрихов раст35 ров;

n — количество приемников излучения, оптически свя— занных с одним сектором;

r — радиус окружности, на кото40 рой находятся центры штрихов секторов индикаторного растра.

Предлагаемое устройства работает следующим образом.

При вращении измерительного растра 2 на фотоприемники 5 попадает свет от осветительной системы 1, промодулированный растровым сопряжением 2,3. С фотоприемников 5, распо50 ложенных напротив диаметрально противоположных окон 4 считывания, снимают синфазные сигналы.

Сигналы с фотоприемников 5а и 5с, 5b и 5d (фиг. 2), расположенных

55 напротив одного из окон 4 считывания, суммируют в противофазе так, что с каждого сектора получают два ортогональных сигнала. Далее сигнал разных секторов суммируется и результатирую1310631 4 вания индикаторного растра выполнены в виде нанесенных равномерно по периферии растра секторов из радиальных штрихов с равным угловым шагом между штрихами, геометрические центры которых в каждом секторе равномерно расположены по окружности, центр которой совпадает с геометрическим центром растра, фотоприемники, оптически т-10 связанные соответственно с каждым из секторов, расположены на угловом расстоянии между собой, равном

R - t.ePW

are и ° r tg PV.t1 где R

Фие2 щие сигналы дают информацию о круго вом перемещении измерительного раст ра 2, связываемого с контролируемым объектом (не показан).

Перемещением приемников 5 по окружности, на которой они расположены, меняют фазу сигнала, исправляя неточности изготовления растров 2,3

Благодаря предлагаемому выполнению индикаторного растра и соответс вующему расположению фотоприемников уменьшается погрешность, обусловленная неортогональностью сигналов и, следовательно, повышается точность измерения. 15

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь круговых перемещений, содержащий 20 оптически связанные осветительную и фотоприемную системы и расположенные между ними круговые измерительный растр и индикаторный растр с окнами считывания, измерительный растр выпол- нен с равномерно нанесенными по периферии растра радиальными штрихами, фотоприемная система выполнена из фотоприемников, установленных напротив окон считывания, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений, окна считырадиус делительной окружности штрихов измерительного растра; номер комбинационной полосы, получаемой в результате сопряжения штрихов измерительного растра и сектора индикаторного растра; угловой шаг штрихов растров; количество приемников излучения оптически связанных одним сектором;

r — радиус окружности, на которой находятся центры штрихов секторов индикаторного растра.

1310631

Составитель С.Грачев

Техред А. Кравчук Корректор А.Тяско

Редактор Л.Повхан

Заказ 1879/36 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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