close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3481

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3481
(13)
C1
6
(51) G 01B 11/00
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
(21) Номер заявки: 970743
(22) 1997.12.31
(46) 2000.09.30
(71) Заявители: Романов А.В., Фатыхов В.Н. (BY)
(72) Авторы: Романов А.В., Фатыхов В.Н. (BY)
(73) Патентообладатели: Романов
Александр
Вячеславович, Фатыхов Вадим Нилович (BY)
(57)
Фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий оптически связанные и последовательно
установленные источник излучения, линзу, измерительный растр, индикаторный растр с квадрантным размещением окон, образованных двумя парами групп штрихов, выполненных с относительным фазовым сдвигом 0°, 180° в первой паре и 90°, 270° во второй, четыре фотоприемника и измерительный блок, отличающийся тем, что группы штрихов каждой пары расположены симметрично относительно продольной оси
индикаторного растра, а источник излучения установлен с возможностью перемещения вдоль оси линзы.
BY 3481 C1
(56)
1. SU 1672204 А1, МПК G01В 11/00, 1991.
2. FR 2479445 A, МПК G01В 11/00, 1980 (прототип).
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля линейных и
угловых перемещений в машино- и приборостроении.
Известен преобразователь перемещений, содержащий две осветительные системы светодиод-линза, измерительный растр, индикаторный растр, с размещенными вдоль него четырьмя группами штрихов с относительным фазовым сдвигом 90°, четыре фотоприемника и измерительный блок [1].
Данный преобразователь не обеспечивает высокую точность, что обусловлено наличием двух осветительных систем.
BY 3481 C1
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь перемещений, содержащий оптически связанные и последовательно установленные источник излучения, линзу, измерительный растр, индикаторный растр с квадрантным размещением окон, образованных двумя парами групп штрихов, группы штрихов каждой пары расположены симметрично оси, перпендикулярной плоскости растра, и
выполнены с относительным фазовым сдвигом 0°, 180° в первой паре и 90°, 270° во второй, четыре фотоприемника и измерительный блок [2].
Данное устройство не обеспечивает высокую точность, что обусловлено отличием разности фаз сигналов
фотоприемников от 90°.
Техническая задача, которую позволяет решить предлагаемое изобретение, - повышение точности измерения за счет возможности регулирования фазового сдвига между сигналами.
Решение технической задачи достигается тем, что в устройстве, содержащем оптически связанные и последовательно установленные источник излучения, линзу, измерительный растр, индикаторный растр с
квадрантным размещением окон, образованных двумя парами групп штрихов, выполненных с относительным фазовым сдвигом 0°, 180° в первой паре и 90°, 270° во второй, четыре фотоприемника и измерительный
блок, группы штрихов каждой пары расположены симметрично относительно продольной оси индикаторного растра, а источник излучения установлен с возможностью перемещения вдоль оси линзы.
В предлагаемом устройстве благодаря тому, что группы штрихов, выполненных с относительным фазовым сдвигом, равным 180°, расположены симметрично относительно продольной оси растра, а источник излучения установлен с возможностью перемещения вдоль оси линзы, путем перемещения источника вдоль
оси линзы можно регулировать фазовый сдвиг между выходными сигналами, устанавливая его равным 90°,
независимо от точности изготовления индикаторного растра, а также величины зазора между растрами. Тем
самым повышается точность измерения.
Сущность изобретения поясняется фигурой, где 1 - источник излучения, 2 - линза, 3 - измерительный
растр, 4 - индикаторный растр, 5...8 - окна индикаторного растра, 9...12 - фотоприемники, 13 измерительный блок.
Устройство содержит последовательно установленные и оптически связанные источник излучения 1,
линзу 2, измерительный растр 3, индикаторный растр 4 с окнами 5-8, четыре фотоприемника 9-12, измерительный блок 13.
Источник излучения 1, линза 2, измерительный растр 3, индикаторный растр 4, фотоприемники 9-12 последовательно установлены друг за другом и оптически связаны. Окна 5-8 индикаторного растра расположены в четырех квадрантах и образованы двумя парами групп штрихов. Первую пару составляют группы
штрихов с относительным фазовым сдвигом 0°, 180° (окна 5, 6), вторую пару - с относительным фазовым
сдвигом 90°, 270° (окна 7, 8). Группы штрихов каждой пары расположены симметрично относительно продольной оси индикаторного растра. С каждым из окон индикаторного растра 4 сопряжен один из фотоприемников 9-12. Фотоприемники, относящиеся к каждой паре групп штрихов, включены встречно и подключены к измерительному блоку 13.
Преобразователь перемещений работает следующим образом.
Излучение от источника 1, например светодиода АЛ 115, проходит линзу 2 (фокусное расстояние 8 мм,
световой диаметр 6 мм) и попадает на измерительный растр 3, период которого равен 20 мкм. На расстоянии
30 мкм от растра 3 установлен индикаторный растр 4. Индикаторный растр содержит четыре окна 5-8, которые расположены в четырех квадрантах и образованы группами штрихов с периодом 20 мкм. Благодаря пространственному смещению групп штрихов друг относительно друга их относительный фазовый сдвиг равен
0°, 90°, 180° и 270°. При этом группы штрихов с относительным фазовым сдвигом 180° расположены симметрично относительно продольной оси индикаторного растра. За индикаторным растром располагаются
фотоприемники 9-12, сопряженные с окнами индикаторного растра. Фотоприемники могут быть сформированы на одной полупроводниковой подложке. На выходах фотоприемников 9-12 формируются сигналы синусоидальной формы с относительным фазовым сдвигом 0°, 90°, 180°, 270°. Благодаря встречному включению фотоприемников, сигналы которых имеют фазовые сдвиги 0°, 180° и 90°, 270°, получают два сигнала
без постоянной составляющей, сдвиг фаз между которыми равен 90°. Измерительный растр 3 связан с подвижным объектом. При перемещении растра 3 происходит модуляция потока излучения и на выходах фотоприемников формируются электрические сигналы, сдвинутые друг относительно друга на 90°. Измерительный блок 13 подсчитывает число периодов электрических сигналов, снимаемых с фотоприемников, которое
характеризует величину перемещения.
При наличии погрешности изготовления индикаторного растра разность фаз выходных сигналов будет
отлична от 90°, что приводит к погрешности измерения. Для устранения фазовой ошибки необходимо путем
регулировки установить фазовый сдвиг между сигналами, равный 90°. Регулировка фазового сдвига производится путем перемещения источника излучения 1 вдоль оси линзы 2. При таком перемещении изменяется
расходимость потока излучения, формируемого линзой, что приводит к смещению теневых изображений
участков измерительного растра, сопряженных с окнами индикаторного растра. При увеличении расходимо2
BY 3481 C1
сти проекция измерительного растра на окна 5, 6 и проекция на окна 7, 8 смещаются в противоположные
стороны от оси линзы, что приводит к уменьшению разности фаз между выходными сигналами. Уменьшение расходимости потока приводит к смещению проекций к оси линзы и увеличению разности фаз. Таким
образом добиваются фазового сдвига между сигналами, равного 90°.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
106 Кб
Теги
by3481, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа