Фотоэлектрический датчик угловых и линейных

 

347774

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05.Ъ 1.1970 (№ 1447007/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 10.VIII 1972. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 24Л 111.1972

М. Кл. G 08с 9/06

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 535.241.6(088.8) ВСЕГС Ю31-, .4„ :; р в, Авторы изобретения

В. А. Примысский и А, П. Копылов

Новосибирский приборостроительный завод имени В. И. Ленина

Заявитель

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК УГЛОВЫХ И ЛИНЕЙНЫХ

ПЕРЕМЕЩЕН И Й

Изобретение относится к области высокоточных измерений угловых и линейных пере»ещений и может быть использовано в следящих системах.

В фотоэлектрических датчиках для получения усредненной информации используют картину муара — оптическое явление, возникающее при наложении двух решеток (задающей и эталонной), период распределения штрихов которых вдоль направления движения неодинаков. Точность измерения при этом в значительной степени зависит от качества решеток; предельная точность метода счета целого числа муаровых полос равна 1 — 2,5 мкм.

Получение более высокой разрешающей способности стало возможным благодаря использованию метода определения положения муаровой картины в долях шага, или метода интерполирования. Для определения направления движения решетки в фотоэлектрических датчиках используют модулирующие устройства.

Известно несколько вариантов фотоэлектрических датчиков с электронными модулирующими устройствами. Однако необходимость использования трехфазного высокочастотного источника питания для этих датчиков или применения триггерного распределителя усложняет электрическую схему известного датчика.

Цель изобретения — упрощение электрической схемы фотоэлектрического датчика, содержащего электронный модулятор, и уменьшение погрешности измерения.

5 Цель достигается при»енением в предлагаемом фотоэлектрическом датчике электронного модулятора, собранного по мостовой схеме с использованием трех фотоприемников, причем последние располагают так, что на каж10 дую рабочую поверхность фотоприемника приходится >/з периода муаровой картины. В два смежных плеча моста включены резисторы, а в два других — соответственно один фоторезистор и два фоторезистора, соединенные

15 параллельно, причем фоторезисторы выполнены в виде кольцевых сегментов, расположенных по окружности эталонной решетки. Это дает возможность отказаться от применения в схеме источника высокочастотного трех20 фазного напряжения или триггерного распредел теля.

На фиг. 1 изображены расположение фотоприемников по периоду м аровоп картины и эталонная решетка, на фиг. 2 — принципн25 альная электрическая схема предлагаемого фотоэлектрического датчика.

Фотоэлектрический датчик содержит электронный модулятор, выполненный на Трсх фотоприемниках 1, 2 и 8. Два параллельно

30 включенных фотоприемника 2 н 8 находятся

347774 в плече 1 моста, а фотоприемник 1 и резисторы 5 и 6 составляют три других плеча (II, III, 1V) мостовой схемы.

На одну из диагоналей моста (общая точка плеч с фотоприемниками 1, 2, 8 и общая точка плеч с резисторами 5, 6) подается однофазное переменное напряжение. Выходное напряжение снимается с другой диагонали.

Так как каждый фотоприемпик охватывает /з периода муаровой картины, то переменная составляющая точка каждого фотоприемника при перемещении муаровой картины изменяется по синусоидальному закону с высокой степенью точности.

Суммарная рабочая площадь фотоприемника охватывает полный период муаровой картины, а фотоприемники соединены таким образом, что выходное напряжение фотоэлектрического датчика равно разности падения напряжения на резисторе 6 от тока фотоприемников 2, 8, суммарная рабочая площадь которых охватывает 2/; периода муаровой картины, и падения напряжения на резисторе 5 от тока фотоприемника 1, охватывающего /> периода муаровой картины, Напряжение на выходе фотоэлектрического датчика пропорционально синусу угла поворота муаровой картины, что позволяет использовать датчик как измеритель угловых перемещений.

Предлагаемый фотоэлектрический датчик можно использовать и для измерения линейных перемещений, заменив круговой растр на линейный. Модулированная постоянная составляющая выходного сигнала компенсирует10 ся подстроечным резистором 6.

Предмет изобретения

Фотоэлектрический датчик угловых и линейных перемещений, содержащий электронный

15 модулятор, индикаторную и эталонную решетки, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности работы, электронный модулятор выполнен в виде моста, в два смежных плеча которого

20 включены резисторы, а в два других соответственно один фоторезистор и два фоторезистора, соединенные параллельно, причем фоторезисторы выполнены в виде кольцевых сегментов, расположенных по окружности

25 эталонной решетки.

347774!

3 ! фУ е иг. 2

Составитель M. Черенкова

Текред Е. Борисова

Редактор И. Орлова

Корректор T. Гревцова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2597/8 Изд. ¹ 1125 Тираж 406 Подписное

ЬНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5