Оптический датчик угловых скоростей вала

Авторы патента:

G01P3/36 - приборы, выполняющие измерения с помощью оптических средств, т.е. инфракрасных, видимых или ультрафиолетовых лучей (G01P 3/68 имеет преимущество; гирометры, использующие эффект Саньяка, т.е. смещения, наведенные вращением вращающихся в противоположных направлениях электромагнитных пучков G01C 19/64)

ь 1

О П И С А Н И-Е-<>65ОООУ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 12.07.76 (21) 2383714/18-10 (о1) Ч Кч 6 01 P 3/36 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетвЂ”

Государственный комитет ссср (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень ¹ 8 (53) УДК 531.677 (088,8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 25.04.79 (72) Авторы изобретения

В. А. Самохвалов и П. А. Чернуха (71) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

УГЛОВЪ|Х СКОРОСТЕЙ ВАЛА

Изобретение относится к измерительной технике,и может быть использовано для измерения мгновенных скоростей вращения вала.

Известно устройство для измерения угловой скорости вала, содержащее установленные вдоль оси вращения вала источник света с оптической системой, поляризационные фильтры, призму, растровый диск с прорезями, фотоприемник .и закрепленный на измеряемом валу растровый диск с отражателем (1).

Такое устройство, имеет недостаточно высокую точность измерения угловой мгновенной скорости, особенно при малых ско- 15 ростях вращения вала.

Известно устройство для измерения неравномерности угловой скорости вала в пределах оборота, содержащее источник света, фотоэлектрический интерферометр и 20 оптический преобразователь (2).

Недостаток устройства состоит в невысокой точности измерения мгновенной скорости вращения, вала.

Целью изобретения является повышение точности измерений мгновенных значений угловых скоростей вала.

Поставленная цель достигается тем, что в оптический датчик угловых скоростей вала введены кривошипно-шатунный меха- З0 нпзм, кривошип которого соединен с контролируемым валом, а ползун вЂ” с подвижным зеркалом интерферометра, детектирующий олок выполнен в виде фотоприемника прямого детектирования и гетеродинного фотоприемника, соединенных с электронновычислительным блоком.

На чертеже показана схема предлагаемого оптического датчика.

Оптический датчик содержит источник

1 монохроматического света, поляризационный пнтерферометр 2 с уголковыми отражателями, кривошипно-шатунный механизм 8, фотопрпемник 4 прямого детектирования, гетеродинный фотоприемник 5 и электронно-вычислительный блок 6.

Датчик работает следующим образом.

Излучение источника 1 света, расщепляется полупрозрачным зсркалом интерферометра 2 на два пучка. В опорном плече интерферометра помещена четвсртьволновая пластинка, создающая криговую поляризацию, вследствие чего вертикальная и горизонтальная составляющие опорного пучка сдвигаются по фазе на л/2. Кривошип механизма 3 соединен с контролируемым валом, вследствие чего закрепленный на его ползуне подвижной отражатель интерферометра 2 перемещается со скоростью

65О007

1 (4/» -- Л

Следовательно для измерения угловой скорости вала достаточно измерить смещение Х и линейную скорость Х подвижного отражателя. Смещение Х определяется пу- 15 тем подсчета числа интерференцнонных полос на выходе фотоприемника 4 прямого детектирования, а линейная скорость ХвЂ” по домплеровскому сдвигу частоты отраженного от подвижного отражателя интер- 20 ферометра 2 излучения после его преобразования в гетеродинном приемнике 5. Определение угловой скорости контролируемого вала осуществляется в соответствии с выражением (1) электронно-вычислитель- 25 ным блоком б.

1 ! !

I ! !

1 ! ! ! ! ! !

1»» 1

I ) ! !>777>77> ! l

1 !

Ю,У М»7 /

/ !»!

) !

1 ! 1

Подписное

Занан 47/174 Га l 7А 73 Тираж 1089

Тип. 1»юрьи. ф,!.;(. пред. < I;tTp11T»

1-1 ПО

Х, пропорциональной угловой скорости вала.

В частности при равенстве плеч механизма 8, т. е. при AB=BO=R угловая скорость вала определяется выражением

Формула изобретения

Оптический датчик угловых скоростей вала, содержащий источник монохроматичсского света, интерферометр, включающий светоделитель подвижной и стационарный уголковые отражатели, детектирующий олок и электронно-вычислительный узел, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения мгновенных значений угловых скоростей вала, в датчик

»„»,I.ä0Hû кривошипно-шатунный механизм, кривошип которого соединен с контролируемым валом, а ползун с подвижным отражателем интерферометра, дстектирующий блок выполнен в виде фотоприемника прямого детектирования и гетеродинного фотоприемника, соединенных с электронно-вычислительным блоком.

11сточники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 394714, кл. G 01 P 3/36, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 402807, кл. G 01 P 3/36, 1975.

Оптический датчик угловых скоростей вала

Устройство для измерения скорости вращения вала // 640205

Способ измерения скорости // 634207

Способ измерения линейной скорости относительного перемещения объектов // 626413

Корреляционный измеритель скорости движения изображения поверхности // 625160

Фотоэлектрический преобразователь угловой скорости // 620889

Устройство для измерения скоростных характеристик двухфазного потока // 619861

Лазерный допплеровский измеритель локальной скорости // 617994

Устройство для бесконтактного измерения локальных значений скорости потока // 596883

Способ определения скоростных характеристик двухфазного потока // 585442

Способ измерения скорости движения объекта и устройство для его реализации // 2100810

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к классу электронно-оптических приборов, позволяющих определять параметры движения объекта или узла механизма, и может быть использовано в высокоточных быстродействующих системах дистанционного измерения линейной скорости, в системах ориентации и управления космическими и другими летательными аппаратами, а также в приборах и устройствах навигационных и геодезических систем

Устройство для определения угловой скорости // 2104553

Способ лазерного измерения вектора скорости // 2108585

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в экспериментальной гидро- и аэродинамике, исследовании однофазных и многофазных сред, а также в промышленных технологиях, связанных с необходимостью невозмущающего контроля параметров механического движения

Двухканальный оптический измеритель скорости // 2124732

Способ измерения линейной скорости // 2125268

Изобретение относится к области измерения линейной скорости тел, осуществляющих перемещение в пространстве: космическом, воздушном, водном и т.п

Способ динамического измерения угловых перемещений // 2127867

Изобретение относится к угломерным измерениям, в частности к динамическим измерениям, представляющим собой периодическое измерение угла в определенные моменты времени, и может быть использовано для динамических измерений углов при помощи лазерного гироскопа с переменной подставкой (виброподвесом, зеемановской или фарадеевской подставкой), например, при измерении профиля железнодорожных путей скоростных железных дорог, а также в составе быстродействующих бесплатформенных инерциальных систем

Лазерный волоконный датчик угловой скорости // 2129283

Изобретение относится к области навигационных систем, а именно к прецизионным гироскопическим датчикам угловых скоростей

Лазерный доплеровский измеритель скорости // 2144194

Способ измерения параметров движения объекта и устройство для его осуществления // 2147727

Изобретение относится к измерительной техникe и может быть использовано для определения углов ориентации и угловой скорости тел

Оптический измеритель скорости, длины и направления движения // 2160450