Фотоэлектрический датчик медленных угловых перемещений и скоростей

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)

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >705340 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (53)M. Кл.

G 01 P 3/36 (22) Заявлено 30.06.78 (21)2637347/18-10 с присоединением заявки .%вЂ” (23) Приоритет

Гооударстеаииый комитет

СССР по делам изебретеиий и открытий

Опубликовано 25.12.79. Бюллетень М 47 (53) УДК 531.776 (088.8) Дата опубликования описания 28. 12.79 (72) Авторы изобретения Б Л. Берри, В. А. Грибов и С. А. Хоменко (7!) Заявитель Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. М. B. Ломоносова. I. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК МЕДЛЕННЫХ УГЛОВЫХ. ПЕРЕМЕЩЕНИЙ И СКОРОСТЕЙ ма выходных импульсов датчика зависят от угловой частоты, что осложняет схемы усиления; невозможно с задайной точностью фиксировать момент остановки входного вала и перемены направления его врашеция.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений медленных угловых перемещений и скоростей с помощью фотоэлектрических средств.

Известны фотоэлектрические датчики

5 угловых перемещений и скоростей, в которых обтюратор периодически прерывает световой поток, вызывает появление в цепи фотоприемника тока, пульсирующего с частотой, пропорциональной угловой скорости вращения обтюратора соединенного с входным валом 11) .

При измерении медленных угловых перемещений и скоростей датчиками подоб-,, ного типа выявляются следукхпие факторы: измеряемая величина осредняется за различные интервалы времени; чем меньше угловая частота, тем больше времени требуется на ее измерение; при попытке обойти этот фактор путем увеличения числа щелей на обтюраторе повышаются требования к геометрической точности изготовления обтюратора; длительность и фор-.

Известен также фотоэлектрический датчик угловых скоростей, содержащий обтюратор, коромысло с оптронной парой и приводной синхронный электродвигатель

2 . Зная частоту вращения коромысла и измеряя промежутки времени между сигналами оптронной пары, можно вычислить частоту (угловуто скорость) вращения обтюратора. Подобные датчики имеют достаточно высокую точносчь, однако, требуют высокостабильного источника частоты, которая питает синхронный двигатель.

Белью изобретения является обеспече ние возможности измерения текущей угловой координаты входного вала и снижение, зависимости точности показаний датчика

705340

3 от стабильности частоты вращения коромысла. ,Постигается это посредством того, чтс известный фотоэлектрический датчик снабжен дополнительной оптронной парой, ук репленной на коромысле, и неподвижной диафрагмой, сопряженной с оптронной па рой.

На фиг, 1 дана схема датчика; на фиг. 2 - временные диаграммы. 1о ю °

На входном валу 1, соединеннбм с изучаемым объектом, укреплен обтюратор 2 с отверстием 3. На,корпусе прибора укреплена диафрагма 4 с отверстием 5. Коромысло 6 приводится во вращение элект-!> родвигателем 7. На коромысле 6 укреплены оптронные пары 8 и 9, сопряженные соответственно с обтюратором 2 и диафрагмой 4.

Работа устройства происходит следую- 2О щим образом.

Предположим, что обтюратор и коромйсло вращаются в разные стороны со скоростями L0> и Шо, причем@о Ми .

Момент времени обозначает срабатывание оптронной пары 9; - срабатывание пары 8;т.- повторное срабаты9 ванне пары 9 и 1 - повторное срабаты- о ванне пары 8> вЂ” текущий угол пово-, рота отверстии 3 обтюратора относитель- . но отверстия 5 диафрагмы, принимаемого за начало отсчета, тогда

Т„<>-t - ;) Т = " ч; Т =* 4.- Ъ З5

2%i 2Ъ

®о=, Т- Ох 7 r= nt,вЂ” -ni

T÷ Т1

Промежутки времени „, Т, Т мож но измерять с высокой точностью с помощью кварцевого эталона частоты и счетнорещающего устройства, которое также проводит необходимые значения.

При этом датчики могут иметь автономное питание; а их сигналы можно передавать по каналам связи.

Формула изобретения ю

Фотоэлектрический датчик медленных угловых перемещений и скоростей, содержащий входной вал с укрепленным обтюратором, коромысло с укрепленной оптронной парой и приводной электродвигатель, о т л- и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения текущей угловой координаты входно-. .го вала и снижения зависимости точности показаний датчика от стабильности частоты вращения коромысла, датчик снабжен дополнительной оптронной. парой, укрепленной на коромысле, и неподвижной диафрагмой, сопряженной с оптронной парой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции 34 2.115,28 7,. кл. 6 01 P 3/00, опублик. 1971.

2. Q,НоИ îï де V)sue, IEEFTrous.

26, 1972, р. 183-188 (прототип).

705340

Составитель И. Цласов

Редактор-Е;-.Ãîâ÷àð ГехредЛ, Алферова Корректор- Г. Назарова

Заказ 8019/46 Тираж 1073 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий11ЭОЭ5,. Москва; Жк=Э5-,-Раушская наб., д. 4/5

Филиал: ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Фотоэлектрический датчик медленных угловых перемещений и скоростей

Датчик крутильных колебаний // 678410

"способ автономного определения малых угловых перемещений об'екта // 664400

Способ автономного определения малых угло-вых перемещений об'екта // 664399

Способ измерения скорости и направления движения полосы // 661337

Датчик скорости движения изображения // 661336

Устройство имитации оптического допплеровского сигнала // 658967

Устройство для измерения синхронности вращения двух валов // 655969

Устройство для измерения скорости перемещения объекта // 654906

Устройство для оптической регистрации ударной волны // 650008

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