Датчики на основе оптической линейки

Другое название датчиков – оптоэлектронные растровые преобразователи.

В основу работы преобразователей перемещения положен метод оптоэлектронного сканирования штриховых растров. При относительном перемещении шкалы 1 и анализатора 3 сопряжения регулярного растра шкалы с растрами анализатора модулируют проходящий через них потоки излучения, воспринимаемые соответствующими фотоприемниками. Растровая шкала содержит две параллельные информационные дорожки: регулярного растра и референтных меток.

1 - шкала, 2 - плата фотоприемников, 3 - растровый анализатор, 4 - плата осветителей

Растровый анализатор содержит 4 окна А, А, В, В инкрементного считывания и окно референтной метки Б.

Названные выше 4 окна позиционно согласованы с дорожкой регулярного растра шкалы. Шаги растров в окнах равны шагам регулярного растра шкалы (20 мкм или 40 мкм). При этом в каждой паре окон растры смещены друг относительно друга на величину, равную половине их шага, а взаимный пространственный сдвиг растров между парами окон составляет четверть шага растров. Последовательно с растровыми окнами расположено прозрачное окно Г. Референтная метка Б позиционно согласована с дорожкой референтных меток шкалы.

Каретка, жестко связанная с анализатором, находящаяся через подшипники качения в постоянном контакте со шкалой, делает возможным относительное перемещение шкалы и анализатора.

Плата осветителей содержит шесть излучающих диодов, обеспечивающих засветку соответствующих окон анализатора, и пространственно согласованных с ними приемных площадок шести фотодиодов платы 2.

Построенный таким образом канал считывания информации позволяет сформировать два ортогональных периодических сигнала Iа и IВ, исключив из них постоянную составляющую. Взаимный характер изменения указанных сигналов дает возможность определить направление перемещения, а число их периодов при данном перемещении его величину. Специальные методы обработки сигналов IA и IВ позволяют обеспечить контроль перемещения с дискретностью, много меньшей периода регулярного растра.

Для возможности задания собственного начала отсчета в преобразователях перемещения используется дорожка референтных меток, содержащая, как минимум, одну функционирующую референтную метку, представляющую собой специальный растр, с заданной функцией расположения штрихов и их ширины.

Достоинства: очень высокая точность (дискретность до 0,1 мкм), высокая степень защищенности и устойчивости к внешним воздействиям, большой диапазон измерения (до 3 м).

Недостатки: значительные линейные размеры, превышающие диапазон измерения, очень высокая стоимость.

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 943; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!