Устройство для измерения скорости ленточного носителя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ЛЕНТОЧНОГО .НОСИТЕЛЯ, содержащее подвижную систему, выполненную в виде закрепленного на валике коромысла, датчик положения , выполненный в виде двух пар излучателей и фотоприемников с установленной между ними подвижной шторкой. 201/ 12 механически связанной с коромыслом подвижной системы, магнитоэлектрический преобразователь, вьтолненный в виде постоянного магнита, связанного с валиком подвижной системы.и обмоток обратной связи, закрепленных у противоположных полюсов постоянного магнита, стабилизированный источник тока, электрически связанный с обмотками обратной связи, фотоприемниками и излучателями датчика положения, и регистратор, подключенный к обмоткам обратной связи, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены плоский электрод круговой формы, закрепленный на свободном конце коро (Л мысла подвижной системы,и источник постоянного напряжения, подключенный положительным полюсом к электроду, а отрицательным - к ленточному но§ сителю, причем плоскость электрода расположена под углом ct к ленточному носителю, где 90° оС со Oi /7 7J u а

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4 А (19) (11) З(511 С 01 P 3/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕРЬСТВУ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3589331/18-10 (22) 12.05.83 (46) 23.08.84. Бюп. ¹ 31 (72). А.И.Скалон, В.M.Ðîìà÷åâñêèé, А.А.КуФищев, Г.В.Нежданов и С.В.Илатовский (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (53) 531.767 (088.8) (56) 1. Патент США № 3525569, кл. 356-28 (G 01 Р 3/36), 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 794541,- кл. С 01 Р 15/08, 1981 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СКОРОСТИ ЛЕНТОЧНОГО .НОСИТЕЛЯ, содержащее подвижную систему, выполненную в виде закрепленного на валике коромысла, датчик положения, выполненный в виде двух пар излучателей и фотоприемников с установленной между ними подвижной шторкой, механически связанной с коромыслом подвижной системы, магнитоэлектрический преобразователь, выполненный в виде постоянного магнита, связанного с валиком подвижной системы и

> обмоток обратной связи, закрепленных у противоположных полюсов постоянного магнита, стабилизированный источник тока, электрически связанный с обмотками обратной связи, фотоприемниками и излучателяМи датчика положения, и регистратор, подключенный к обмоткам обратной связи, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены плоский электрод круговой формы, Pg закрепленный на свободном конце коромысла подвижной системы,и источник постоянного напряжения, подключенный положительным полюсом к электроду, а отрицательным — к ленточному но- Ф

8 сителю, причем плоскость электрода расположена под углом с к ленточно-: му носителю, где 90 ) с(,) О

1 CO

1109646

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборо- и машиностроении для измерения скорости движения ленточного носителя с повышенной

5 точностью, например в аппаратуре магнитной записи.

Известны устройства, основанные на бесконтактных методах измерения скорости носителя. В качестве устрой- 10 ства, использующего эффект Допплера, может служить бесконтактный датчик перемещения, содержащий лазер, светоделители, фотодетектор. Данное устройство является лазерным измерителем скорости, представляющим собой интерферометр Майкельсона. В нем два когерентных световых луча от одного лазера направляются таким образом, чтобы они падали на один и тот же участок поверхности движущегося объекта из разных направлений. Фотодетектор, ось которого совпадает с биссектрисой угла, образованного падающими лучами, выделяет сигнал, имеющий частоту, рав— ную разности допплеровских смещений частоты рассеянных излучений. Эта разностная частота пропорциональна составляющей скорости освещаемой поверхности.

Недостатками измерителей скорости, использующих эффект допплеровс кого смещения частоты отраженного сигнала являются большая сложность

Э

35 оптической и электронно-измерительной частей системы, большие габариты устройства и зависимость точности измерений от флуктуаций отражающеи поверхности движущегося объскта.

Известно устройство для измерения скорости объекта с неравномерностью отражательной способности движущейся поверхности, которое содержит лазер; систему фокусирующих линз сис— тему собирающих линз, дифракционную решетку, фотоумножитель, частотомер С1 Э.

Недостатками этого устройства яв50 ляются сложность оптическои и электронной частей устройства, большие габариты, влияние поперечных колебаний отражающей поверхности на точность измерений.

Наиболее близким по технической 55 сущности к изобретению является устройство для измерения линейных ускорений подвижного объекта с помощью которого можно изменять и скорость ленточного носителя, содержащее подвижную систему, выполненную в виде закрепленного на валике коромысла, датчик положения, выполненный в виде двух пар излучателей и фотоприемников с установленной между ними подвижной шторкой, механически связанной с коромыслом подвижной системы, магнитоэлектрический преобразователь, выполненный в виде постоянного магнита, связанного с валиком подвижной системы, и обмоток обратной связи, закрепленных у противоположных полюсов постоянного магнита, стабилизированный источник тока, электрически связанный с обмотками обратной связи, фотоприемниками и излучателями датчика положения,.; и регистратор, подключенный к обмоткам обратнои связи.

Подвижная система известного устройства за счет использования датчика положения, имеющего свойства ключевого и порогового элемента, совершает автоколебания. При этом

-на выходе устройства имеет место последовательность положительных и отрицательных широтно-модулированных импульсов, причем глубина модуляции пропорциональна измеряемой физической величине P2).

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения скорости ленточного носителя.

Целью изобретения является повышение точности измерения скорости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее подвижную систему, выполненную в виде закрепленного на валике коромысла, датчик положения, выполненный в виде двух пар излучателей и фотоприемников с установленной между ними подвижной шторкой, механически связанной с коромыслом подвижной сисистемы, магнитоэлектрический преобразователь, выполненный в виде постоянного магнита, связанного с валиком подвижной системы, и обмоток обратной связи, закрепленных у противоположных полюсов Постоянного магнита, стабилизированный источник тока, электрически связанный с обмотками обратной связи, фотоприемниками и излучателями датчика положения, и регистратор, подключенный

110964 к обмоткам обратной связи, введены плоский электрод круговой формы, закрепленный на свободном конце коромысла подвижной системы, и источник постоянного напряжения, подключенный положительным полюсом к электроду, а отрицательным — к ленточному носителю, причем плоскость электрода расположена под углом с к ленточному носителю, где 90 )о 7 О. 10

На фиг. 1 и 2 показаны структурная и конструктивная схемы предлагаемого устройства.

Плоский электрод I круговой формы закреплен на одном конце коромысла

2, на другом конце которого установлена шторка 3. Коромысло 2 закреплено на одном из концов валика 4, установленного в опорах 5 и 6 с возможностью перемещения вокруг своей про- 20 дольной оси, что обеспечивает перемещение шторки 3 в зазоре между установленными попарно и соосно на корпусе устройства излучателями 7 и 8 и фотоприемниками 9 и 10. Постоянный магнит 11, закрепленный на валике

4, и коромысло 2 образуют подвижную систему 12. Совокупность излучателей

7 и 8, фотоприемников 9 и 10 и шторки 3 образует датчик 13 положения подвижной системы 12. Обмотки 14 и

15 обратной связи закреплены на корпусе устройства под противоположными полюсами постоянного магнита 11 и coBMecTHQ с последним образуют Ы магнитоэлектрический преобразователь

16. К клеммам стабилизированного источника 17 постоянного тока подключены излучатели 7 и 8 и фотоприемники 9 и 10, последовательно с каж-40 дым из которых соединены обмотки

14 и 15 обратной связи. Положительная клемма источника 18 постоянного напряжения соединена с плоским электродом 1 круговой формы, а отрицатель-45 ная клемма источника 18 через направляющую стойку 19 соединена с ленточным носителем 20.

Устройство для измерения скорости движения ленточного носителя работает следующим образом.

В исходном положении шторка 3 перекрывает поток излучения одного из излучателей, например 7. При подаче питания на излучатели 7 и 8 и 55 фотоприемники 9 и 10 срабатывает фотоприемник 9 и через него в обмот- . ку 15 обратной связи магнитоэлектри6 4 ческого преобразователя 16 подается ток от стабилизированного источника

17 постоянного тока. При этом в магнитоэлектрическом преобразователе 16 создается момент, направленный так, что подвижная система 12 переходит в положение, при котором шторка 3 перекрывает поток излучения излучателя 8, но открывает поток излучения излучателя 7. Тогда фотоприемник 9 закрывается, а фото.приемник 10 открывается. В результате этого переключения ток от стабилизированного источника 17 постоянного тока идет в обмотку 14 обратной связи магнитоэлектрического преобразователя 16, за счет чего в последнем создается момент, направленный противоположно предыдущему. Далее процесс переключения повторяется, таким образом, подвижная система

12 устройства и, следовательно, плоский электрод 1 круговой формы совершают автоколебания с некоторы— ми постоянными амплитудой и частотой. При этом на выходе устройства имеет место последовательность пря- моугольных положительных и отрицательных импульсов равной длительности.

При подаче разнопалярного электрического потенциала от источника 18 постоянного напряжения на плоский электрод 1 круговой формы и на ленточный носитель 20 на поверхности последнего образуются локальные зоны электрического заряда, которые при движении ленточного носителя 20 создают электрический ток 111, Поскольку плоскость колебаний плоского электрода 1 круговой формы находится под некоторым углом о к плоскости движения ленточного носителя 20, то напряженность электростатического поля в зазоре между ленточным носителем 20 и плоским электродом 1 круговой формы имеет неравномерный характер с максимальным значением в точке минимального расстояния между ними . Это создает на поверхности плоского электрода 1 круговой формы кольцевой ток Т

В результате взаимодействия магнитных полей, создаваемых токами

1 и I возникает пондеромоторная

М эл сила; составляющая F которой, приложенная к плоскому электроду 1 круговой формы по касательной к тра1109646

15

20 ектории его колебательного движения, определяется соотношением где С вЂ” постоянный коэффициент", R — среднее расстояние между ленточным носителем 7 и плоским электродом .1 круговой формы;

r — радиус плоского электрола 1 круговой формы;

S — площадь контура тока

Из выражения (1) видно, что ве.личина силы F пропорциональна току

3„и, следовательно, скорости движения ленточного носителя 20.

Наличие силы F приводит к возникновению момента, приложенного к подвижной системе 12, что вызывает смещение ее центра колебаний.

ВНИИПИ

Тираж 823 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В результате этого меняется длительность положительных и отрицательных импульсов на выходе устройства, т.е. осуществляется широтноимпульсная модуляция выходного сигнала, причем глубина модуляции пропор циональна величине силы F и, следовательно, скорости движения ленточного носителя 20.

Таким образом, использование пред— лагаемого устройства для измерения скорости движения ленточного носителя позволяет повысить точность измерения за счет применения прецизионной измерительной системы, существенно сократить время, необходимое для получения информации, расширить диапазон измеряемых скоростей„ упростить процесс измерения, обес— печить высокую чувствительность.