Датчик угловых перемещений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 473977

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное .к авт. свпд-ву (22) Заявлено 23.07.73 (21) 1993129/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 14.06.75. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 10.11.75 (51) М. Кл. G 02Ь 27/30

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 528.546(088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Баранов, Н. А. Зайнашев, И. Х. Гимадеев и Г. Н. Чувин (1

1 (71) Заявитель (54) ДАТЧИК УГЛОВЪ|Х ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к фотоэлектрическим автоколлимационным устройствам и может быть применено для измерения малых перемещений различных объектов.

Известны датчики угловых перемещений, содержащие полупроводниковый излучатель, диафрагму, объектив, зеркало, устанавливаемое на контролируемом объекте, два фотоприемника и блок электронной обработки сигнала, состоящий из источника питания излучателя, усилителя, фазового детектора и усилителя постоянного тока.

Известные датчики имеют недостаточную точность, обусловленную тем, что при повышенных частотах модуляции светового потока (что необходимо для уменьшения уровня шумов вида 1/f полупроводникового излучателя) на выходе фотоприемников, при их дифференциальном включении, появляется значительный нескомпенсированный в нулевом положении сигнал, который выпрямляется фазовым детектором и вызывает флуктуации выходного сигнала, основное усиление осуществляется усилителем постоянного тока, также имеющим собственный дрейф нулевого уровня.

С целью повышения точности измерения угловых перемещений в блоке электронной обработки сигнала предлагаемого датчика установлен синхронный интегратор, выполненный, например, в виде двух конденсаторов, на общую точку которых подан через резистор обрабатываемый сигнал, а два других конца коммутируются с общим проводом схемы lтосредством электронных ключей, управляемых генератором противофазных напряжений.

Вход синхронного ингегратора подключен к фотоприемникам, а выход к усилителю, причем вход интегратора соединен также через делитель с выходом источника питания излу10 чателя.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Датчик угловых перемещений содержит полупроводниковый излучатель 1, источник 2

15 питания излучателя, диафрагму 3, объектив 4, зеркало 5, фотоприемники 6, синхронный интегратор 7, делитель 8, усилитель 9, фазовый детектор 10 и усилитель 11 постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

Полупроводниковый излучатель 1 питается импульсами тока типа «меандр» от источника

2 питания излучателя. Излучение через диафрагму 3 и объектив 4 попадает на зеркало 5, установленное на контролируемом объекте в фокусе объектива 4. Отраженный пучок, вторично пройдя объектив, попадает на фотоприемники 6, установленные в плоскости изображения диафрагмы 3. В нулевом положении фотоприемники засвечиваются одинаковым

ЗО потоком, и сигнал на их выходе представляет

Предмет изобретения

Состав и тел ь Н. Хренов

Техред Л. Казанкова

Корректор В. Брыксина

Редактор T. Янова

Заказ 2479/14 Изд. № 1539 Тираж 593 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 собой сумму шумовых компонент и нескомпенсированного вследствие различия параметров фотоприемников сигнала от излучателя 1.

Зтот сигнал интегрируется синхронно с частотой модуляции потока в синхронном интеграторе 7, в результате чего подавляются в необходимой степени шумовые компоненты, а нескомпенсированный сигнал приобретает форму «меандра».

Соединение выхода источника питания излучателя 2 через делитель 8 со входом синхронного интегратора позволяет устранить указанный сигнал. В результате в нулевом положении на входе усилителя 9 тзтсутствуют шумовые компоненты и Hpcêîìnåíñèðîâàííûé сигнал, что позволяет использовать усилитель переменного тока с большим коэффициентом усиления без опасности его перегрузки и отказаться от усиления по постоянному току после фазового детектора 10.

Таким образом, установка в блоке электронной обработки синхронного интегратора, вход которого подключен к фотоприемнику, а выход к усилителю, и соединения в:ода интегратора через делитель с выходом источника питания излучателя позволяет уменьшить флуктуации выходного сигнала, т. е. улучшить

5 точность измерения.

Датчик угловых перемещений, содержащий

10 излучатель с источником питания, диафрагму, объектив, зеркало, установленное на контролируемом объекте, фотоприемники и блок электронной обработки сигнала, состоящий из усилителя, фазового детектора и усилителя

15 постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повышсния точности измерений, в блоке электронной обработки установлен синхронный интегратор, вход которого подключен к выходу фотоприемников, а выход—

20 ко входу. усилителя, при этом вход синхронного интегратора соединен также через делитель с выходом источника питания излучателя.