DE3505810A1 - ARRANGEMENT FOR DETERMINING THE ADJUSTMENT OR ADJUSTING A WAY OR ANGLE - Google Patents

ARRANGEMENT FOR DETERMINING THE ADJUSTMENT OR ADJUSTING A WAY OR ANGLE

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DE3505810A1 DE19853505810 DE3505810A DE3505810A1 DE 3505810 A1 DE3505810 A1 DE 3505810A1 DE 19853505810 DE19853505810 DE 19853505810 DE 3505810 A DE3505810 A DE 3505810A DE 3505810 A1 DE3505810 A1 DE 3505810A1
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Description

β 0β 0

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-HH/Sl/blLicentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-HH / Sl / bl

Theodor-Stern-Kai 1 HH 85/08Theodor-Stern-Kai 1 HH 85/08

D-6000 Frankfurt 70D-6000 Frankfurt 70

"Anordnung zur Ermittlung der Verstellung bzw. Einstellung eines Weges oder Winkels""Arrangement for determining the adjustment or setting of a path or angle "

Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1.

Derartige Anordnungen finden beispielsweise bei Flugzeugen oder Torpedos Anwendung, bei denen eine Bewegungsänderung vor allem in Bezug auf eine Änderung der Richtung durch verstellbare Klappen, Ruder oderdergleichen erzeugt wird. Zur Verstellung der Klappen sind vorzugsweise elektrische Systeme vorgesehen, die im wesentlichen aus einem elektrischen Spindelantrieb, einer elektronischen Steuerungseinrichtung, als Istwertgeber wirkenden Verstellwinkelgebern und Signalübertragungsleitungen bestehen. Bei diesen bekannten Systemen ist von Nachteil, daß sie durch elektromagnetische Störgrößen teilweise oder vollständig außer Betrieb gesetzt werden können.Such arrangements are found, for example, in aircraft or torpedoes Application in which a change in movement is mainly related to a change in direction through adjustable flaps, oars or the like is produced. To adjust the flaps, electrical systems are preferably provided, which essentially consist of an electrical spindle drive, an electronic control device, acting as an actual value transmitter Adjustment angle sensors and signal transmission lines exist. In these known systems it is disadvantageous that they are by electromagnetic Disturbance variables can be partially or completely put out of operation.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die passiv und berührungslos arbeitet sowie weitgehend störungssicher gegen eine elektromagnetische Beeinflußung und gegen harte Strahlung, z.B. Y"- Strahlung ist.The invention is therefore based on the object of creating an arrangement of the type described at the outset which works passively and without contact and is largely immune to electromagnetic interference and hard radiation, for example Y " radiation.

HII 85/08HII 85/08

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved according to the invention by the characterizing features of Claim 1 solved.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 beschrieben. Refinements of the invention are described in subclaims 2 to 11.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist in der Verwendung von verhältnismäßig technisch einfachen Hilfsmitteln zu sehen, üie Anordnung benötigt lediglich vier Lichtleitfaserkabel zwischen dem Fahrzeug und der verstellbaren Klappe, wobei auf die Anordnung einwirkende Störgrößen durch die vorgesehenen Meß- und Referenzkreise kompensiert werden.A major advantage of the invention is the use of proportionate To see technically simple aids, üie arrangement needed only four fiber optic cables between the vehicle and the adjustable one Flap, with disturbance variables acting on the arrangement being compensated by the provided measuring and reference circles.

In der Zeichnung ist ein Ausfiihrungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar ist in der einzigen Figur das Grundprinzip der Anordnung schematisch dargestellt.The drawing shows an exemplary embodiment according to the invention, namely, the basic principle of the arrangement is shown schematically in the single figure.

Ein nicht näher bezeichnetes Fahrzeug, vorzugsweise ein Flugzeug, weist in seinem Innenraum eine paralleles Licht aussendende Lichtquelle 1 auf, die beispielsweise Laserlicht aussenden kann. Das Ausgangslichtbündel der Lichtquelle 1 wird mittels zweier Spiegel 2 und 3, die z.B. gegeneinander unter einem Winkel von 90 und zu dem Ausgangslichtbündel unter Winkeln von 45 angeordnet sein können, in ein Meß- und ein Referenzstrahlbündel aufgeteilt. Jedem Spiegel 2, 3 ist beispielsweise eine Eingangsoptik 4 und 5 eines Lichtleitfaserkabels 6 bzw. 7 nachgeordnet, wobei das Lichtleitfaserkabel 6 dem Meßstrahlbündel sowie das Lichtleitfaserkabel 7 dem Referenzstrahlbündel zugeordnet ist.An unspecified vehicle, preferably an aircraft, has a light source 1 emitting parallel light in its interior, which can emit laser light, for example. The output light bundle of the light source 1 is by means of two mirrors 2 and 3, e.g. against each other at an angle of 90 and to which the output light beam can be arranged at angles of 45, into a measuring beam and a reference beam divided up. Each mirror 2, 3 is followed by, for example, input optics 4 and 5 of an optical fiber cable 6 or 7, the optical fiber cable 6 is assigned to the measuring beam and the optical fiber cable 7 is assigned to the reference beam.

Die Lichtleitfaserkabel 6 und 7 sind zu einer zeichnerisch nicht dargestellten Klappe des Fahrzeuges verlegt, die von einem ebenfalls nicht gezeichneten Verstellmechanismus entsprechend von dem Fahrzeugführer eingestellten Lenkbefehlen verstellbar ist. Von der Klappe sind die Lichtleitfaserkabel 6 und 7 in den Innenraum des Fahrzeuges zurückgeführt, wobei ihre Enden an jeweils ein lichtempfindliches Element 8 bzw. 9, insbesondere lichtempfindliche Halbleiterdioden gekoppelt sind.The optical fiber cables 6 and 7 are not shown in the drawing Relocated the flap of the vehicle, which is adjusted accordingly by the driver of the vehicle by an adjusting mechanism (also not shown) Steering commands is adjustable. The optical fiber cables 6 and 7 are led back into the interior of the vehicle from the flap, whereby their ends are each coupled to a light-sensitive element 8 or 9, in particular light-sensitive semiconductor diodes.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

HH 85/08HH 85/08

Das Lichtleitfaserkabel 6 für das Meßstrahlbündel weist in der Nähe der Klappe eine optische Blende 10 auf, die als Verstellwinkelgeber der Klappe wirkt und deren Lichtdurchtrittsfläche in Abhängigkeit von der Stellung der Klappe verstellbar ist. Eine optische Referenzblende 11 unterbricht das Lichtleitfaserkabel 7 für das Referenzstrahlbündel im Fahrzeug, wobei diese optische Blende vorteilhafterweise in unmittelbarer Nähe des zugehörenden lichtempfindlichen-Elementes 9 angeordnet ist. Die Lichtdurchtrittsfläche der Referenzblende 11 ist von einem Stellmotor 12 in Abhängigkeit der Differenz von Ausgangssignalen U. und U „ , die von den lichtempfindlichen Elementen 8 und 9 geliefert werden, solange verstellbar, bis diese Differenz zu Null wird. Das der Differenz entsprechende Stellsignal Δ U wird von einem Operationsverstärker 13 erzeugt, der den lichtempfindlichen Elementen 8 und 9 nachgeordnet ist. Eine Veränderung der Lichtdurchtrittsflachen beider Blenden kann beispielsweise bei kreisförmigen Ausführungsformen durch eine Durchmesserveränderung oder bei quadratischen Ausführungsformen durch Verschiebung einer Längsseite erfolgen. The fiber optic cable 6 for the measuring beam has in the vicinity of the flap an optical screen 10 which acts as an adjustment angle sensor for the flap and whose light passage area is adjustable as a function of the position of the flap. An optical reference screen 11 interrupts the optical fiber cable 7 for the reference beam in the vehicle, this optical screen advantageously being arranged in the immediate vicinity of the associated light-sensitive element 9. The light passage area of the reference diaphragm 11 is adjustable by a servomotor 12 as a function of the difference between output signals U. and U ″, which are supplied by the light-sensitive elements 8 and 9, until this difference becomes zero. The corresponding actuating signal of the difference Δ U is generated by an operational amplifier 13, which is disposed downstream of the photosensitive elements. 8 and 9 A change in the light passage areas of both diaphragms can take place, for example, in the case of circular embodiments by changing the diameter or in the case of square embodiments by shifting a longitudinal side.

Der Stellmotor 12 ist mit einer Anzeigeeinrichtung 14 zur Ermittlung der Winkelverstellung der Referenzblende 11 gekuppelt. Hierbei kann es sich um eine Dekoderscheibe 15 handeln, die mit der Welle 16 des Stellmotors 12 in mechanischer Verbindung steht und deren Markierungen von einem optoelektronischen Sensor 17 berührungsfrei abgetastet werden. Die Ausgangssignale des Sensors 17 werden einer zeichnerisch nicht dargestellten optoelektronischen Auswerteeinrichtung zugeführt, die Winkelverstellung bzw. Winkeleinstellung der Welle 16 des Stellmotors 12 und damit der Referenzblende 11 und damit der optischen Blende 10 und damit der verstellbaren Klappe auswertet und gegebenenfalls anzeigt. Die ermittelten Meßwerte können auch über ein passendes Wandlersystem einer Meß- oder Regelanlage zur Verfugung gestellt werden. Die obenbeschriebene Anordnung mit ihren vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten und Ausführungsformen ist somit auch als Sollwertgeber verwendbar.The servomotor 12 is provided with a display device 14 for determining the Angular adjustment of the reference diaphragm 11 coupled. This can be a decoder disk 15 that is connected to the shaft 16 of the servomotor 12 is mechanically connected and the markings of which are scanned without contact by an optoelectronic sensor 17. The output signals of the sensor 17 are fed to an optoelectronic evaluation device (not shown in the drawing), the angle adjustment or angular adjustment of the shaft 16 of the servomotor 12 and thus the reference diaphragm 11 and thus the optical diaphragm 10 and thus the adjustable flap evaluates and optionally displays it. The measured values determined can also be done via a suitable converter system of a measuring or control system to provide. The arrangement described above with Its versatile application possibilities and embodiments can therefore also be used as setpoint generators.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Claims (11)

• t * · Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-HH/Sl/bl Theodor-Stern-Kai 1 HH 85/08 D-6000 Frankfurt 70 Patentansprüche• t * · Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-HH / Sl / bl Theodor-Stern-Kai 1 HH 85/08 D-6000 Frankfurt 70 patent claims 1. Anordnung zur Ermittlung der Verstellung bzw. Einstellung eines Weges oder Winkels, vorzugsweise einer aufgrund eines Lenkbefehles verstellbaren Klappe, eines Ruders oderdergleichen an Fahrzeugen, insbesondere an Flugzeugen, über- bzw. Unterwasserfahrzeugen, unter Verwendung eines an der Klappe vorgesehenen, als Istwertgeber wirkenden Verstellwinkelgebers, einer im Fahrzeug angeordneten Auswerteeinrichtung und zwischen dem Verstellwinkelgeber und der Auswerteeinrichtung angeordneten Signalübertragungsleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß im Fahrzeug eine paralleles Licht aussendende Lichtquelle (1) angeordnet ist, daß das Ausgangslichtbündel der Lichtquelle (Ό in ein Meß- und ein Referenzstrahlbündel aufteilbar ist, die durch jeweils ein, zur Klappe und zurück geführtes Lichtleitfaserkabel (6, 7) an jeweils ein im Fahrzeug angeordnetes lichtempfindliches Element (8, 9) gelangen, daß das Lichtleitfaserkabel (6) für das Meßstrahlbündel in der Nähe der Klappe eine als Verstellitfinkelgeber wirkende optische Blende (10) aufweist, deren Lichtdurchtrittsfläche in Abhängigkeit von der Stellung der Klappe verstellbar ist, daß das Lichtleitfaserkabel (7) für das Referenzstrahlbündel im Fahrzeug eine optische1. Arrangement for determining the adjustment or setting of a path or angle, preferably a flap that can be adjusted based on a steering command, a rudder or the like on vehicles, in particular on aircraft, surface or underwater vehicles, using one of the Flap provided, acting as an actual value sensor, an adjustment angle sensor, an evaluation device arranged in the vehicle and between the adjustment angle sensor and the evaluation device arranged signal transmission lines, characterized in that a parallel light emitting light source (1) is arranged in the vehicle, that the output light beam the light source (Ό can be divided into a measuring beam and a reference beam, which are guided by one, to the flap and back Optical fiber cables (6, 7) each to a light-sensitive cable arranged in the vehicle Element (8, 9) reach that the optical fiber cable (6) for the measuring beam in the vicinity of the flap as a Verstellitfinkelgeber acting optical diaphragm (10), the light passage area in Depending on the position of the flap is adjustable that the optical fiber cable (7) an optical one for the reference beam in the vehicle _ 2 - t _ 2 - t 35Ü581035Ü5810 - 2 - HH 85/08- 2 - HH 85/08 Referenzblende (11) aufweist, deren Lichtdurchtrittsflache von einem Stellmotor (12) in Abhängigkeit der Differenz der von den lichtempfindlichen Elementen (8, 9) bereitgestellten Ausgangssignale (U. . , U ) solange verstellbar ist, bis die Differenz zwischen den Ausgangssignalen (U. , U „) zu Null wird,
refReference diaphragm (11) whose light passage area can be adjusted by a servomotor (12) as a function of the difference between the output signals (U.., U) provided by the light-sensitive elements (8, 9) until the difference between the output signals (U. , U ") becomes zero,
ref 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (12) mit einer Einrichtung (14) zur Ermittlung der der Winkelverstellung der Referenzblende (11) entsprechenden Ver- bzw. Einstellung der Klappe gekuppelt ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the servomotor (12) with a device (14) for determining the adjustment or adjustment of the flap corresponding to the angular adjustment of the reference diaphragm (11) is coupled. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Anordnung der Referenzblende (11) in unmittelbarer Nähe des lichtempfindlichen EIementes (9) für das Referenzstrahlbündel.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized by an arrangement the reference diaphragm (11) in the immediate vicinity of the light-sensitive element (9) for the reference beam. 4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß den lichtempfindlichen Elementen (8, 9) ein Operationsverstärker (13) nachgeordnet ist, der ein der Differenz der Ausgangssignale (U, , U ) der lichtempfindlichen Elemente (8, 9) entsprechendes Stellsignal ( Λ U) an den Stellmotor (12) der Referenzblende (11) abgibt.4. Arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the light-sensitive elements (8, 9) is followed by an operational amplifier (13) which is one of the difference in the output signals (U,, U) of the light-sensitive elements (8, 9 ) sends the corresponding control signal ( Λ U) to the servomotor (12) of the reference orifice (11). 5. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch die Verwendung von lichtempfindlichen Halbleiterdioden (8, 9).5. Arrangement according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized by the use of light-sensitive semiconductor diodes (8, 9). 6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung (14) eine mit der Welle (16) des Stellmotors (12) in mechanischer Verbindung stehende Dekoderscheibe (15) aufweist, deren Markierungen von einem optoelektronischen Sensor (17) beriihrungsfrei abtastbar sind.6. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the determining device (14) has a decoder disc (15) which is mechanically connected to the shaft (16) of the servomotor (12), the Markings can be scanned without contact by an optoelectronic sensor (17). 3030th 7. Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine dem optoelektronischen Sensor (17) nachgeordnete optoelektronische Auswerteeinrichtung.7. Arrangement according to claim 6, characterized by one of the optoelectronic Sensor (17) downstream optoelectronic evaluation device. 8. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Meßwerte über ein Wandlersystem einer Meß- oder Regelanlage zur Verfugung gestellt werden. _8. Arrangement according to claim 1, 2, 6 or 7, characterized in that the measured values determined are made available to a measuring or control system via a converter system. _ - ο —- ο - - 3 - HH 85/08- 3 - HH 85/08 9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilung des Ausgangslichtbündels der Lichtquelle (1) durch eine aus Spiegeln (2, 3) bestehende Einrichtung erfolgt, deren Spiegel (2, o) gegeneinander unter einem Winkel von 90 und zu dem Ausgangslichtbündel unter Winkeln von 45 angeordnet sind.9. Arrangement according to claim 1, characterized in that the division of the output light bundle of the light source (1) takes place through a device consisting of mirrors (2, 3), the mirrors (2, o) of which against one another are arranged at an angle of 90 and to the output light beam at angles of 45. 10. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch den Spiegeln (2, o) nachgeordnete optische Mittel (4, 5), die die Eingangsoptiken für die Lichtleitfaserkabel (6, 7) bilden.10. Arrangement according to claim 9, characterized by the mirrors (2, o) downstream optical means (4, 5) which form the input optics for the optical fiber cables (6, 7). 11. Anordnung nach einem der Ansprüche! bis 10, gekennzeichnet durch die Ver wendung als Sollwertgeber.11. Arrangement according to one of the claims! to 10, characterized by the Ver Use as a setpoint generator. BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
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