Сенсор кутової швидкості

Abstract

Сенсор кутової швидкості містить вал, зв'язаний з модулятором, який має форму диска з прорізом спеціальної форми, джерело світла, розташоване перед модулятором, два лінійних фотоприймачі, зсунутих між собою відносно центра модулятора на кут, рівний 180°, діафрагму, встановлену перед першим лінійним фотоприймачем і другим лінійним фотоприймачем, яка має прорізи, форми яких обмежені двома променями, які починаються в центрі модулятора. Модулятор світлового потоку має проріз, конфігурація якого обмежена двома кривими, які описуються рівняннями в полярних координатах, вісь яких проходить через центр модулятора світлового потоку, початок координат яких співпадає з центром модулятора світлового потоку, ρ1(φ) = Ro, ρ2(φ) = де φ - кутова координата відносно осі, Ro - константа, яка є радіусом окружності, що є функцією ρ1(φ), а - константа, яка визначає максимальну ширину прорізу, аналоговий комутатор. В сенсор введені матриця аналогових компараторів, мікроконтролерний пристрій. Виходи матриці аналогових компараторів з'єднані з мікроконтролерним пристроєм, вихід якого з'єднаний з адресним входом аналогового комутатора, інформаційні входи якого приєднані до виходів фотоприймачів, вихід аналогового комутатора з'єднаний з входами матриці аналогових компараторів, інші входи якої під'єднані до джерел опорної напруги.

Предлагаемый датчик угловой скорости вала содержит дисковый модулятор светового потока со щелью, источник света, расположенный перед модулятором, два фотоприемника с линейной характеристикой, смещенные относительно оси модулятора на 180 градусов, диафрагму, расположенную между фотоприемниками, и аналоговый переключатель. Диафрагма содержит щели, каждая из которых имеет форму сектора, ограниченного двумя лучами, исходящими из центра модулятора. Щель модулятора ограничена двумя кривыми, которые соответствуют следующим выражениям в полярной системе координат, центр которой совпадает с центром модулятора: ρ1(j) = R0, ρ2( j) = где j - угловая координата, R0 - константа, представляющая собой радиус окружности, a - константа, определяющая максимальную ширину щели. Кроме того, датчик содержит матрицу аналоговых компараторов и устройство управления. Выходы матрицы аналоговых компараторов соединены с входами устройства управления. Выход устройства управления соединен с адресным входом аналогового переключателя. Сигнальные входы аналогового переключателя соединены с выходами фотоприемников. Выход аналогового переключателя соединен с первыми входами аналоговых компараторов. Вторые входы аналоговых компараторов соединены с источниками опорного напряжения.

The proposed angular speed transducer contains a disk light flux modulator with a slot, a light source installed ahead of the light flux modulator, two photodetectors with a linear characteristic, a diaphragm installed between the photodetectors, and an analog switching unit. The photodetectors are displaced from the modulator axis by 180 degrees. The diaphragm contains slots, each of which is made as a sector bounded by two beams emanated from the modulator center. The modulator slot is bounded by two curves that correspond to the following equations in the polar coordinate system which center coincides with the modulator center: ρ1(j) = R0, ρ2( j) = where j is an angular coordinate, R0 is a constant that constitutes a circle radius, and a is a constant that defines the maximal width of the slot. Additionally, the transducer contains analog comparator array and a control unit. The outputs of the analog comparator array are connected to the inputs of the control unit. The output of the control unit is connected to the address input of the analog switching unit. The signal inputs of the analog switching unit are connected to the outputs of the photodetectors. The output of the analog switching unit is connected to the first inputs of the analog comparators. The second inputs of the analog comparators are connected to reference voltage sources.