Фотодатчик

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в качестве средств автоматизации, в частности в устройствах управления манипуляторами и роботами. Целью изобретения является расширение области применения фотодатчика, что достигается за счет устранения из выходного сигнала импульсной составляющей напряжения и увеличения мощности выходных цепей фотодатчика. Фотодатчик работает в импульсном режиме. Автогенератор фотодатчика сконструирован на базе RS-триггера 3 и содержит также транзисторный усилитель 7 тока светодиода 11, который одновременно выполняет функции усилителя постоянного тока для питания обмотки 8 электромагнитного реле. В результате схемного совмещения автогенератора фотодатчик прост, экономичен, имеет малую массу и габариты. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК . "-lAP, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ йи

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

I (61) 1401551 (21) 4297445/24-21 (22) 14.08.87 (46) 30.11.89, Бюл. У 44 (71) Пермский государственный университет им. А.M. Горького (72) Г.А. Новиньков (53) 621.318(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1401551, кл. Н 03 К 17/00, G 01 В 11/00,, 1986.

1986. (54) ФОТОДАТЧИК (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в качестве средства автоматизации, в частности в устройствах управления манипулято,Я0„„1525893 А 2 цц 4 Н 03 К 17/00 С 01 В 11/00

2 рами и роботамн. Целью изобретения является расширение области применения фотодатчика, что достигается sa счет устранения из выходного сигнала импульсной составляющей напряжения и увеличения мощности выходных цепей фотодатчика. Фотодатчик работает в импульсном режиме. Автогенератор фотодатчика сконструирован на базе RSтриггера 3 и содержит также транзисторный усилитель 7 тока светодиода

11, который одновременно выполняет функции усилителя постоянного тока для питания обмотки 8 электромагнитного реле. В результате схемного совмещения автогенератора фотодатчик 3 прост, экономичен, имеет малые массу и габариты. 2 ил.

1525893

Изобретение относится к контрольно-измерительной и сигнальной технике и может быть использовано в качестве средства автоматизации, в частности в устройствах управления манипуляторами и работами.

Цель изобретения — расширение области применения фотодатчика в качестве сигнального порогового устройства за счет устранения в выходном сигнале импульсной составляющей напряжения и увеличение мощности выходных цепей фотодатчика.

На фиг. 1 приведена электрическая схема фотодатчика; на фиг. 2 — временные диаграммы работы фотодатчика.

Фотодатчик (фиг. 1) содержит фотодиод 1, подключенный катодом к положительной шине питания +U„, а анодом — к нагрузочному резистору 2 и

S-входу RS — триггера 3. Второй вывод нагрузочного резистора 2 подключен к отрицательной шине питания -U

R-вход триггера 3 через конденсатор

4 соединен с отрицательной шиной литания -U и через параллельно соедиh пенные резистор 5 и диод 6 — с прямым выходом Q триггера 3. Причем к

К вЂ вхо триггера подсоединен анод диода 6. Инверсный выход Q триггера 3 соединен с базой транзистора

7, эмиттер которого соединен с первым выводом обмотки 8 электромагнитного реле и резистором 9. Второй вывод резистора 9 соединен с первым выводом конденсатора 10, а вторые выводы обмотки 8 реле и конденсатора 10 соединены с отрицательной шиной литания -U Коллектор транзистора 7 соединен с катодом светодиода 11, анод которого соединен с плюсовой шиной питания +U . Выход фотодатчика образован незапитанными контактами

12 реле, Фотодатчик работает следующим образом.

Для определеннести предположим, что лри подаче литания триггер 3 устанавливается в единичное состояние, которое принимают за исходное .(фиг. 2, момент времени t ). При этом транзистор 7 выключен, светодиод

11 обесточен, на входах S и К триггера 3 действуют нулевые сигналы. С момента t, начинается заряд конденсатора 4 через резистор 5. Напряжение на R-входе триггера U нарастает и при достижении значения пере ключения U „„ триггер 3 переключается в нулевое состояние (фиг. 2, момент времени t ). .На выходе Q триггера напряжение становится равным нулю

5 и через диод 6 происходит быстрый разряд конденсаторов 4, а единичным напряжением с выхода триггера 3 включаются транзистор 7 и светодиод

10 11 °

В результате облучения фотодиода 1 появляются и нарастают его фототок и напряжение на резисторе 2, поданное на S-вход триггера 3-Ug . Когда это напряжение достигает значения на15 пряжения переключения U и, триггер переключается в единичное состояние (фиг. 2, момент времени t ) и схема возвращается в исходное состояние.

Далее все процессы повторяются.

С момента времени t, когда начинается формирование импульса, ток о транзистора 7 протекает по цепи ре25

55 зистор 9 — конденсатор 10. Вследствие большого индуктивного сопротивления обмотки 8 реле ток i через нее за время формирования импульса не успевает нарасти до сколько-нибудь значимой величины (фиг. 2, интервал времени t<-t<). Напряжение на конденсаторе 10 за время формирования импульса также увеличивается незначительно, так что ток его разряда в паузе между импульсами через обмотку реле близок к нулю.

При частичном перекрытии потока сначала характер процессов, происходящих в автогенераторе, не изменяется — отличие заключается только в увеличении длительности генерируемых импульсов (фиг. 2, интервал времени t>-tq), что не приводит к срабатыванию реле. При дальнейшем снижении величины потока в цепи обратной связи установившееся значение фототока фотодиода снижается ниже некоторого предельного значения и напряжение U уже не может достичь значения напряжения U „переключения триггера 3 по S-входу и триггер постоянно находится в состоянии генерации импульса (фиг. 2, момент времени

t и далее) . При этом конденсатор 10 через некоторое время заряжается до напряжения, близкого к единичному, а ток обмотки 8 реле к моменту времени

t< достигает значения тока срабатывания реле i и реле включается, а

его контакты 12 замыкаются (фиг. 2, 1525893 б момент времени t ) . При восстановле- рованы от его схемы, что упрощает нии потока облучения фотодиода гене- согласования фотодатчика с внешними рация возобновляется, а конденсатор цепями управляемого им устройства

10 разряжается через обмотку 8 реле отсутствие импульсной составляющей и оно выключается, а его контакты

5 напряжения в выходном сигнале фото " размыкаются. датчика. Указанные преимущества достигаются простыми и дешевыми средСовмещение функций автогенератора ствами, без увеличения токопотребдискриминатора, а также испольэо- 10 ления фотодатчика.

Формула изобретения и вание в качестве выходных цепей контактной группы реле позволяет при реализации фотодатчика просто и с малыми затратами увеличить мощность выходных цепей и исключить из выходного 5 сигнала импульсную составляющую напряжения, что дает возможность использовать фотодатчик в качестве сигнального порогового устройства и расширить тем самым область его применения. 20

По сравнению с прототипом изобретение имеет следующие преимущества: возможность использования фотодатчика в качестве сигнального порогового устройства; более мощные выходные це- 25 пи, при этом одновременно можно использовать в качестве выходов фотодатчика и выходы триггера; выходные цепи фотодатчика электрически иэолиФотодатчик по авт. св. У 1401551, отличающийся тем что

1 У с целью расширения области применения за счет устранения в выходном сигнале импульсной составляющей напряжения и увеличения мощности выходного сигнала, в него дополнительно введены реле, один вывод обмотки которого подключен к эмиттеру транзистора, и второй конденсатор, один вывод которого соединен с вторым выводом третьего резистора, а вторые выводы и конденсатора, и обмотки реле соединены с минусовой шиной питания, выходом фотодатчика служит контактная группа реле.