SU1158961A1 - Photoelectric angle data transmitter - Google Patents

Photoelectric angle data transmitter Download PDF

Info

Publication number
SU1158961A1
SU1158961A1 SU833602683A SU3602683A SU1158961A1 SU 1158961 A1 SU1158961 A1 SU 1158961A1 SU 833602683 A SU833602683 A SU 833602683A SU 3602683 A SU3602683 A SU 3602683A SU 1158961 A1 SU1158961 A1 SU 1158961A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
disk
disks
code
raster
photodetector
Prior art date
Application number
SU833602683A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Константинович Бабаджанянц
Андрей Григорьевич Приходько
Original Assignee
Ленинградский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.А.А.Жданова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.А.А.Жданова filed Critical Ленинградский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.А.А.Жданова
Priority to SU833602683A priority Critical patent/SU1158961A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1158961A1 publication Critical patent/SU1158961A1/en

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)

Abstract

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК, УГЛА, содержащий соосно установленные кольцевой осветитель, два диска с нанесеннь1ми на поверхности каждого из них растровыми решетками, первый из которых установлен с возможностью вращени  вокруг своей оси, а второй закреплен неподвижно, фотоприемный блок и схему обработки, вход которой св зан с выходом фотоприемного блока, отличающийс  тем, что, с -целью повышени  точности, он снабжен дисками, установленными соосно с осветителем по другую сторону от него по отношению к дискам с решетками, один из дисков выполнен с одним штрихом и установлен с возможностью вращени  вокруг своей оси синхронно с первым диском с решеткой, другой выполнен с круговой кодовой шкалой и закреплен неподвижно, дополнительным фотоприемным блоком, оптически св занным с диском с кодовой шкалой и электрически - с входом схемы обг работки, растрова  решетка первого диска выполнена с числом штрихов, отличающимс  на единицу от числа штрихов растровой решетки второго диска, на свободной поверхности второго диска с решеткой нанесена кругова  кодова  шкала, кодовые (Л скалы на диске .и- диске с решеткой выполнены с числом разр дов, обеспечивающим число кодовых комбинаций , равное числу штрихов растровой решетки второго диска, фотоприемные блоки выполнены в виде фотопри- емников со св.еточувствительными ел поверхност ми в форме концентрично 00 расположенных колец, число фото со а приёмников в каждом из фотоприемных блоков равно числу разр дов кодовой шкалы, а средний радиус каждого кольца равен среднему радиусу соответствующего разр да кодовой шкалы.A PHOTO-ELECTRIC SENSOR, ANGLE containing coaxially mounted annular illuminator, two disks with raster grids applied to the surfaces of each of them, the first of which is mounted for rotation around its axis, and the second is fixed, the photodetector unit and the processing circuit, the input of which is connected output of the photodetector unit, characterized in that, with the purpose of improving accuracy, it is provided with disks mounted coaxially with the illuminator on the other side of it with respect to disks with gratings, one of the disks made with one stroke and mounted rotatably around its axis synchronously with the first disk with a grating, the other is made with a circular code scale and fixed motionless with an additional photodetector unit optically connected to the disk with a code scale and electrically with the input of the processing circuit, the raster grating of the first disk is made with the number of grooves differing by one from the number of grooves of the raster lattice of the second disk; a circular code scale, coded (L cliffs on a disk. And a disk with a grating is made with a number of bits providing the number of code combinations equal to the number of strokes of the raster grating of the second disk; the photodetector blocks are made in the form of photoreceivers with light sensitive surfaces in the form of 00 rings, the number of photo co-receivers in each of the photodetector blocks is equal to the number of code-scale bits, and the average radius of each ring is equal to the average radius of the corresponding code-scale bit.

Description

Изобретение относитс  к контроль но-измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  угле вого положени  объектов. Известно устройство, содержащее кодированный диск и систему считьша ни  информации Недостатком известного устройства  вл етс  невысока  разрешающа  способность. Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  фотоэлектрический датчик угла, содержащий соосно установленные освет тель, два диска с нанесенными на поверхности каждого из них растровы решетками, первый из которых установлен с возможностью вращени  вокр своей оси, а второй - закреплен неподвижно, фотоприемный блок и схе обработки, вход которой электрическ св зан с выходом фотоприемного блока 2. Недостатком известного устройств  вл етс  невысока  точность, вследствие систематических ошибок, возни каюи№1х при недостаточной надежности элементов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений. Дл  достижени  цели фотоэлектрический датчик угла, содержащий соосно установленные кольцевой осве титель , два диска с нанесенными на поверхности каждого из них растровы ми решетками, первый из которых установлен с возможностью вращени  вокруг своей оси, а второй закреп лен неподвижно, фотоприемный блок и схему обработки, вход которой элект чески св зан с выходом фотоприемног блока, снабжен дисками, установленными соосно с осветителем по другую сторону от него, по отношению к дискам с решетками, один из дисков Выполнен с одним штрихом и установлен с возможностью вращени  вокруг своей оси синхронно с первым диском с решеткой, другой вьшолнен с круговой кодовой шкалой и закреплен неподвижно , дополнительным фотоприемным блоком, оптически св занным с диском с кодовой шкалой и электрически - с входом схемы обработки растрова  решетка первого диска вьшо нена с числом штрихов, отличающимс  на единицу от числа штрихов растровой решетки второго диска, на свободной поверхности второго диска с решеткой нанесена кругова  кодова  шкала, кодовые шкалы на диске и диске с решеткой выполнены с числом разр дов, обеспечивающим число кодовых комбинаций , равное числу штрихов растровой решетки второго диска, фотоприемные блоки выполнены в виде фотоприемников со светочувствительными поверхност ми в форме концентрически расположенных колец, число фотоприемников в каждом из фотоприемных блоков равно числу разр дов кодовой шкалы, а средний радиус каждого кольца равен среднему радиусу соответствующего разр да кодовой .шкалы, На чертеже изображена схема устройства . Фотоэлектрический датчик угла содержит соосно установленные кольцевой осветитель , два диска 2 и 3 с нанесенными на поверхности каждого из них растровыми решетками, первый из которых установлен с возможностью вращени  вокруг своей оси, а второй закреплен неподвижно, фотоприемный блок 4, диски 5 и 6, установленные соосно с осветителем 1 по другую сторону от него по отношению к дискам 2 и 3 с решетками, один из дисков 5 выполнен с одним штрихом и установлен с возможностью вращени  вокруг своей оси синхронно с первым диском 2 с решеткой, другой выполнен с круговой кодовой шкалой и закреплен неподвижно, дополнительный фотоприемный блок 7 оптически св зан с диском 6 с кодовой шкалой, схема 8 обработки, вход которой электрически св зан с выходами каждого из фотоприемных блоков 4 и 7, растрова  решетка первого диска 2 выполнена с числом штрихов, отличающимс  на единицу от числа штрихов растровой, дорожки второго диска 3, на свободной поверхности второгй диска 3 с решеткой нанесена кругова  кодова  шкала, кодовые шкалы на диске 6 и диске 3 с решеткой выполнены с числом разр дов , обеспечивающим число кодовых комбинаций, равное числу штрихов растровой решетки второго диска 3, фотоприемные блоки 4 и 7 вьтолнены в виде фотоприемников со светочувствительными поверхност ми в форме концентрично расположенных колец. число фотоприемников в каждом из фотоприемных блоков 4 и 7 равно числу разр дов кодовой шкалы, а сред ний радиус каждого кольца равен сред нему радиусу соответствующего разр да кодовой шкалы. Дл  обеспечени  синхронного враще ни - диска 5 и диска 2 с решеткой они установлены вместе с осветителем 1 на валу 9, предназначенным дл  скреплени  с контролируемым объектом Диски 6 и 3 с решеткой и фотоприемны блоки 4 и 7 закреплены неподвижно в корпусе 10. Фотоэлектрический датчик угла ра ботает следующим образом. Свет от кольцевого осветител  1 , равномерно освеща  диск 2, через прозрачные штрихи растровой решетки этого диска падает на растровую решетку диска 3. Поскольку по числу штрихов растровые решетки дисков 2 и 3 oтJзичaютc  на единицу, а ширина штрихов равна разности шагов решеток диска 2 и 3, то только через один из прозрачных штрихов растровой решетки диска 3 свет пройдет дальше к кодовой шкале, нанесенной на другой стор не этого же диска. Через кодовую шкалу пучок света падает на светочув ствительные кольца фотоприемного блока 4. С выхода фотоприемного блока 4 потенциальный код, соответствующий положению светового пучка на кодовой шкале, поступает на вход схемы 8 обработки. При вращении диска 2, закрепленного с кольцевым осветителем на валу 9, местоположение пучка света, прошедшего на фотоприемный блок 4 через растровые решетки дисков 2 и 3 и кодовую шкалу диска 3, перемещаетс  по кругу. При этом с фотоприемного блока 4 поступают в схему 8 обработки измен ющиес  потенциальные коды, соответствующие положению с1ветового пучка. Одновременно с этим на фотоприемный блок 7 падает световой пучок, прошедший от кольцевого осветител  I через единственный прозрачный штрих диска 5 и кодовую шкалу диска 5. Положение этого светового пучка регистрируетс  светочувствительными кольцами фотоприемного блока 7 и в виде потенциальных кодов подаетс  на вход схемы 8 обработки. Если число штрихов растровой решетки диска 2 равно N I, а число штрихов растровой решетки диска 3 - Н, то за один полный оборот 9 фотоприемнь й блок 7 посыпает на вход схемы 8 обработки J4 кодовых значений, а фо.топриемный блок 4 посылает на вход схемы 8 обработки N (N+ 1) кодовых значений. Схема 8 обработки вычисл ет по набору потенциальных сигналов значение угла, однозначно св занное с угловым положением вала 9. Таким образом, снабжение фотоэ ектрического датчика угла двум  дисками и дополнительным фотоприемннком блоком, а также выполнение элементов датчика описанным образом, позвол ет повысить точность измерений.The invention relates to the control of measuring technique and can be used to control the angular position of objects. A device containing an encoded disk and a system for combining information is known. A disadvantage of the known device is its low resolution. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a photoelectric angle sensor containing coaxially mounted illuminator, two disks with raster gratings applied to the surfaces of each of them, the first of which is mounted for rotation around its axis, and the second is fixed a fixed photodetector unit and a processing circuit whose input is electrically connected with the output of the photodetector unit 2. A disadvantage of the known devices is the low accuracy due to systematic errors occur as 1x with insufficient reliability of the elements. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. To achieve the goal, a photoelectric angle sensor containing a coaxially mounted annular illuminator, two disks with raster grids applied to the surfaces of each of them, the first of which is mounted for rotation around its axis, and the second is fixed stationary, the photodetector unit and the processing circuit, the input of which is electrically connected with the output of the photodetector unit, is provided with disks mounted coaxially with the illuminator on the other side of it, in relation to disks with gratings, one of the disks is made with one stroke and mounted rotatably around its axis synchronously with the first disk with a grill, the other is completed with a circular code scale and fixed motionless with an additional photodetector unit optically connected to the disk with a code scale and electrically with the input of the raster processing circuit the first disk has been replaced with the number of strokes, differing by one from the number of strokes of the raster lattice of the second disk, on the free surface of the second disk with the grid there is a circular code scale, code scales on the disk and the disk with the grid made with the number of bits providing the number of code combinations equal to the number of strokes of the raster lattice of the second disk; the photodetector units are made in the form of photodetectors with photosensitive surfaces in the form of concentrically arranged rings; the number of photodetectors in each of the photodetector units the average radius of each ring is equal to the average radius of the corresponding bit of the code scale. The drawing shows a diagram of the device. A photoelectric angle sensor contains coaxially mounted annular illuminator, two disks 2 and 3 with raster grids applied to the surfaces of each of them, the first of which is mounted for rotation around its axis, and the second is fixedly mounted, the photodetector unit 4, disks 5 and 6 installed coaxially with illuminator 1 on the other side of it with respect to disks 2 and 3 with grids, one of disks 5 is made with one stroke and is mounted for rotation around its axis synchronously with the first disk 2 with grid, the other is Complete with a circular code scale and fixed still; an additional photodetector unit 7 is optically connected to disk 6 with a code scale; processing circuit 8, whose input is electrically connected to the outputs of each of the photodetector units 4 and 7; the raster lattice of the first disk 2 is made with a number lines differing by one from the number of raster lines, the track of the second disk 3, on the free surface of the second disk 3 with the grid there is a circular code scale, the code scales on the disk 6 and the disk 3 with the grid are made with the number of bits, providing The number of code combinations equal to the number of strokes of the raster lattice of the second disk 3, the photodetector units 4 and 7 are made in the form of photodetectors with photosensitive surfaces in the form of concentrically arranged rings. The number of photoreceivers in each of the photodetector blocks 4 and 7 is equal to the number of code scale bits, and the average radius of each ring is equal to the average radius of the corresponding code scale bit. To ensure synchronous rotation of the disk 5 and the disk 2 with the grid, they are mounted together with the illuminator 1 on the shaft 9, which is intended to be attached to the object to be monitored. The disks 6 and 3 with the grid and the photodetector blocks 4 and 7 are fixed in the housing 10. The photoelectric angle sensor works as follows. The light from the ring illuminator 1, uniformly illuminating the disk 2, through the transparent strokes of the raster lattice of this disk falls on the raster lattice of the disk 3. Since the number of strokes of the raster lattices of disks 2 and 3 is equal to one and the width of the strokes is equal then only through one of the transparent strokes of the raster lattice of the disk 3 the light will go on to the code scale applied to the other side of the same disk. Through a code scale, a beam of light falls on the photosensitive rings of the photodetector unit 4. From the output of the photoreceiver unit 4, the potential code corresponding to the position of the light beam on the code scale enters the input of processing circuit 8. When rotating the disk 2 fixed with the annular illuminator on the shaft 9, the location of the light beam transmitted to the photo-receiving unit 4 through the raster grids of the disks 2 and 3 and the code scale of the disk 3 moves in a circle. At the same time, from the photodetector unit 4, the variable potential codes corresponding to the position of the light beam enter the processing circuit 8. At the same time, a light beam passing from annular illuminator I through a single transparent stroke of disk 5 and the code scale of disk 5 is incident on the photodetector unit 7. The position of this light beam is recorded by the photosensitive rings of the photoreceiver unit 7 and is supplied as potential codes to the input of processing circuit 8. If the number of strokes of the raster lattice of disk 2 is equal to NI, and the number of strokes of the raster lattice of disk 3 is N, then for one complete rotation 9 photodetector unit 7 sprinkles code values J4 on the input of circuit 8, and the receiving receiver 4 sends to input circuit 8 processing N (N + 1) code values. The processing circuit 8 calculates, by a set of potential signals, an angle value unambiguously related to the angular position of the shaft 9. Thus, supplying the photoelectric angle sensor with two disks and an additional photoreceiver unit, as well as performing the sensor elements in the manner described, improves the accuracy of measurements.

Claims (1)

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК. УГЛА, содержащий соосно установленные кольцевой осветитель, два диска с нанесенными на поверхности каждого из них растровыми решетками, первый из которых установлен с возможностью вращения вокруг своей оси, а второй закреплен неподвижно, фотоприемный блок и схему обработки, вход которой связан с выходом фотоприемного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен дисками, установленными соосно с осветителем по другую сторону от него по отношению к дискам с решетками, один из дисков выполнен с одним штрихом и установлен с возможностью вращения вокруг своей оси синхронно с первым диском с решеткой, другой выполнен с круговой кодовой шкалой и -закреплен неподвижно, дополнительным фотоприемным блоком, оптически связанным с диском с кодовой шкалой и электрически - с входом схемы обт работки, растровая решетка первого диска выполнена с числом штрихов, отличающимся на единицу от числа штрихов растровой решетки второго диска, на свободной поверхности второго диска с решеткой нанесена круговая кодовая шкала, кодовые скалы на диске и· диске с решеткой . выполнены с числом разрядов, обеспечивающим число кодовых комбинаций, равное числу штрихов растровой решетки второго диска, фотоприемные блоки выполнены в виде фотоприемников со светочувствительными поверхностями в форме концентрично расположенных колец, число фото· приёмников в каждом из фотоприемных блоков равно числу разрядов кодовой шкалы, а средний радиус каждого кольца равен среднему радиусу соответствующего разряда кодовой шкалы.PHOTOELECTRIC SENSOR. ANGLE containing a coaxially mounted annular illuminator, two disks with raster grids deposited on the surface of each of them, the first of which is mounted for rotation around its axis, and the second is fixedly mounted, a photodetector unit and a processing circuit, the input of which is connected to the output of the photodetector unit, characterized in that, in order to improve accuracy, it is equipped with disks mounted coaxially with the illuminator on the other side of it with respect to disks with grilles, one of the disks is made with one stroke and installed it can rotate around its axis in synchronism with the first disk with a grating, the other is made with a circular code scale and is fixed motionless, with an additional photodetector block, optically connected to the disk with a code scale and electrically with the input of the processing circuit, the raster grid of the first disk is made with the number of strokes that differs by one from the number of strokes of the raster lattice of the second disk, a circular code scale, code rocks on the disk and · disk with a lattice are applied on the free surface of the second disk with a lattice. made with the number of bits providing the number of code combinations equal to the number of strokes of the raster lattice of the second disk, the photodetector blocks are made in the form of photodetectors with light-sensitive surfaces in the form of concentric rings, the number of photodetectors in each of the photodetector blocks is equal to the number of bits of the code scale, and the average the radius of each ring is equal to the average radius of the corresponding discharge of the code scale. чОcho I i 158961I i 158961
SU833602683A 1983-02-21 1983-02-21 Photoelectric angle data transmitter SU1158961A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833602683A SU1158961A1 (en) 1983-02-21 1983-02-21 Photoelectric angle data transmitter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833602683A SU1158961A1 (en) 1983-02-21 1983-02-21 Photoelectric angle data transmitter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1158961A1 true SU1158961A1 (en) 1985-05-30

Family

ID=21067467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833602683A SU1158961A1 (en) 1983-02-21 1983-02-21 Photoelectric angle data transmitter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1158961A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6782207B1 (en) * 2001-04-27 2004-08-24 Research Foundation Of The University Of Central Florida, Incorpoated Narrow band transmitting-receiving telescope system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Фотоэлектрические преобразователи инфррмации. Под ред. Л.Н.Преснухина, М. .Машиностроение, 1974, с.60-61. 2. Авторское свидетельство СССР № 462066., кл. G 01 В 11/26, 1975 .(прототип/. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6782207B1 (en) * 2001-04-27 2004-08-24 Research Foundation Of The University Of Central Florida, Incorpoated Narrow band transmitting-receiving telescope system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4421980A (en) Position encoder with closed-ring diode array
US4587513A (en) Noncontact shaft angle detector
JPS6236518A (en) Positional encoder
JPS63234729A (en) Encoder
GB2197146A (en) Optically detecting position of object
US20070126607A1 (en) Interpolating encoder utilizing a frequency multiplier
SU1158961A1 (en) Photoelectric angle data transmitter
US3220298A (en) Theodolite for measuring azimuth and elevation angles of target object
JP2007071732A (en) Absolute value encoder of optical type
JP2537146B2 (en) Displacement measuring device
CN110132327B (en) Photoelectric encoder
US5042157A (en) Fiber optic angular orientation sensor digital serial encoding
US2979710A (en) Automatic measuring apparatus
US3862428A (en) Holographic spatial encoder
US4867568A (en) Optoelectronic measuring system
SU1158863A1 (en) Photoelectric angle data transducer
SU524212A1 (en) Photoelectric converter angle of rotation of the shaft in the code
CN113639761B (en) Two-dimensional translation and rotation displacement and speed synchronous non-contact measurement method using black-and-white grid pattern code
CN108592960B (en) Absolute value encoder and working method thereof
SU506892A1 (en) Photoelectric converter of angular movements in a code
US3197648A (en) Optical measuring apparatus using time interval
SU1056242A1 (en) Photoelectric shaft rotation angle encoder
SU574741A1 (en) Photoelectric converter of shaft rotation angle to code
JPH02231524A (en) Rotary encoder
SU821913A1 (en) Photoelectric displacement sensor