Линейных и угловых перемещений

Рассмотрим устройство и работу инкрементных преобразователей перемещений.

Рис. 1. Устройство и принципы работы датчиков

В основу принципа действия линейных инкрементных преобразователей перемещений положен принцип растровой модуляции. При относительном перемещении растровой шкалы 1 и инкрементной пластины 2, содержащей растровый анализатор, происходит модуляция потока, создаваемого инфракрасным излучателем 3 плате излучателей 4. Модулируемый поток излучения регистрируется кремниевыми фотодиодами 5 на плате фотоприемников 6. Работу линейных инкрементных преобразователей подробно рассматривать не будем (рис.1).

Принцип действия преобразователей угловых перемещений ЛИР-158 основан на фотоэлектронном считывании растровых сопряжений. В качестве осветителей используются инфракрасные светодиоды, а приемниками излучения служат кремниевые светодиоды. Растровое сопряжение создается подвижным измерительным растром 1 (рис.2) и неподвижным индикаторным растровым анализатором 2. В состав растрового анализатора входят 4 поля считывания А, В, A, В, каждое из которых имеет пространственный сдвиг относительно предыдущего на периода растра. Параллельный световой поток, сформированный конденсором 7 осветителя 3, проходя через растровое сопряжение, анализируется четырехквадрантным фотоприемником 5. Соединенные соответствующим образом фотоприемники позво-ляют получить два ортогональных потоковых сигнала IA и IB, постоянная составляющая которых не зависит от уровня освещенности. Полученные сигналы являются выходными при отсутствии нормирующего преобразователя (НП). В зависимости от требуемого вида выходных сигналов в электронный блок преобразователя угловых перемещений встраивается НП с различными схемными решениями. НП-Sin формирует синусоидальные по напряжению парафазные сигналы той же частоты, что и частота входных токовых сигналов. НП-прямоугольных сигналов формирует прямо-угольные парафазные сигналы, частота которых либо соот-ветствует частоте входных токовых сигналов, либо в К раз выше в зависимости от исполнения датчика, где К – коэффициент интерполяции, взятый из таблицы. Это и позволяет при соответствующем приеме информации повысить разрешающую способность преобразователя в 4 раза или в 4К раза по сравнению с шагом растра. Наличие парафазного выхода (прямых и инверсных сигналов) позволяет повысить помехозащищенность каналов передачи информации от преобразователя.

Рис. 2. Устройство и принципы работы датчиков

Помимо основных сигналов перемещения, преобразователь вырабатывает сигнал референтной метки (РМ) или сигнал начала отсчета. Этот сигнал вырабатывается один раз за оборот вала и позволяет использовать преобразователь как датчик положения. При полном совпадении аналогичных кодовых растров Е и Д световой поток осветителя 4, принимаемый одной из секций фотоприёмника 6, в 3-4 раза больше, чем при любом другом взаимном положении этих кодовых растров Для фиксирования этого уровня вне зависимости от интенсивности осветителя 4 организован опорный сигнал: световой поток от осветителя 4 через диафрагму Г поступает на вторую секцию фотоприёмника 6.В зависимости от схемного решения НП токовый сигнал РМ преобразуется в сигнал по напряжению или в импульсный сигнал РМ.