Измерительный прибор

 

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к измерительным приборам. С целью расширения функциональных возможностей измерительный прибор содержит измерительный механизм, шкалу и указатель. Указатель выполнен в виде светопроводов и снабжен со стороны шкалы светопроводным окном, на шкале нанесена кодовая маска, расположенная под светопроводным окном указателя, торец указателя служит оптическим выходом измерительного прибора. Указатель прибора может быть выполнен в виде волоконно-оптических светопроводов, одни торцы которых выведены в светопроводящее окно указателя, а другие в торец указателя. Кодовая маска может быть нанесена на риски шкалы в виде кодированного набора контрастных отметок. Измерительный прибор может быть снабжен оптоэлектронным преобразователем, оптический вход которого имеет оптический контакт с оптическим выходом прибора, а электрический выход оптоэлектронного преобразователя служит электрическим выходом измерительного прибора. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .

РЕСПУ6ЛИН

„,SU„„1610280 А 1 (51)5 С 01 D 13 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

Г1РИ 1 ННТ СССР

1 (21) 4320059/24 — 10 (22) 26. 10,87 (46) 30. 11.90. Бюл, У 44 (71) Омское производственное объединение "Электроточприбор" (72) 10.С.Мальцев и В,Д.Шевченко (53) 534.852 (088,8) (56) Патент Японии У 5247333, кл. С 01 D 5/30, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 220359, кл. С 01 D 5/39, 1968 ° (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЬЙ ПРИБОР (57) Изобретение относится к области приборостроения, в частности к измерительным приборам. С целью расширения функциональных возможностей измерительный прибор содержит измерительный механизм, шкалу и указатель.

Указатель выполнен в виде светопроводов и снабжен со стороны шкалы

Изобретение относится к приборостроению, в частности к измерительным приборам, осуществляющим преобразование измеряемой электрической или иеэлектрической величины в угол поворота измерительного механизма, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет дискретизации измеряемых аналоговых сигналов.

На фиг.1 изображен пример конструктивной реализации измерительного прибора; на фиг.2 и 3 — указатель измерительного прибора, на фиг.4 и 5 - многоканальный светопровод, на фиг.6 — светопровоцное окно; на

2 светопроводным окном, на шкале нанесена кодовая маска, расположенная под светопровоцным окном указателя, торец указателя служит оптическим выходом измерительного прибора, Указатель прибора может быть выполнен в виде волоконно-оптических светопро" водов, одни торцы которых выведены в светопроводящее окно указателя, а цругие в торец указателя. Коцовая маска может быть нанесена на риски шкалы в виде коцированного набора контрастных отметок. Измерительный прибор может быть снабжен оптоэлектронным преобразователем, оптический вход которого имеет оптический контакт с оптическим выходом прибора, а электрический выход оптоэлектронного преобразователя служит электрическим выходом измерительного прибора ° 9 ил. фиг. 7-9 — примеры выполнения кодированных отметок на шкале прибора.

Измерительный прибор содержит измерительный механизм 1 (фиг. 1), указатель 2, шкалу 3 с отметками 4, корпус 5, оптоэлектронный преобразо- ватель, состоящий из световодов 6 и фотоэлектрических преобразователей 7.

Указатель 2 механически соединен с измерительным механизмом 1, Измерительный механизм 1 представляет собой преобразователь измеряемой величины в угол поворота указателя и выполнен по одной из известных конструктивных схем. При измерении электрических сигналов в качестве измерительного меха1610280. низма может быть использован маг- . нитоэлектрический механизм или ферродинамический. В случае измерения неэлектрических величин измерительный механизм представляет собой преобразователь соответствующей неэлектрической величины в угол поворота подвижной части (указателя).

Указатель 2 выполнен в виде свето- 10 провода, поверхности 8 которого покрыты материалом, не.пропускающим свет, например покрашены (фиг. 2).

На кбнце указателя 2, расположенном над отметками 4 шкалы 3, имеется сосветопроводное окно 9. Торцевая по-. верхность 10 указателя 2 не покрашена. Светопроводное окно 9 указателя 2 может быть выполнено в ви,",е линзы 11 (фиг.2б), фокусирующей световой поток на поверхность шкалы 3.

Для градунровки прйбора установлен источник света 12, например электри ческая лампа, светодиод, лазер (фиг.2а), снабженный световодом 13, выполненным25 по радиусу, соответствующему радиусу, описываемому торцом 10 указателя 2 при перемещении измерительного механизма 1 под воздействием измеряемого сигнала. 30

Указатель 2 может быть вполнен также в виде набора волоконно-оптических световодов (фиг,3,4,5), в частном случае двух световодов 13 (фиг.За), Разделенных светонепроница- 35 емым материалом 14, одни торцы световодов 13 выведены в окно 9 указателя

2 (фиг.Зб), а другие образуют торцы

° ° °

10 указателя 2. Для осуществления грацуировки в этом случае используют 40 светопровод 13 (фиг. Зв) состоящий из набора световодов 15 по числу световодов указателя 2, разделенных между собой светонепроницаемым материалом

14. Источник света 12 по числу свето- 45 проводов 15 установлены так, чтобы каждый освещал только один светопровод 15. Светопровод 13.покрыт светонепроницаемым материалом, образующим со стороны торца 10 указателя 2 све;топроводные щели 10 (фиг,3r), каждая из которых расположена напротив соответствующего светавода 13 указателя

2. Аналогично могут быть закодированы цифровые значения всех остальных от55 меток шкалы.

Шкала 3 с отметками 4 может быть ,выполнена также в виде кодовой маски (фиг ° 8) с оцифрованнымй отметками 4, при этом кодовые значения маски отражают угловое >положение указателя

2 и цифровые значения отметок. 4 шкалы. В данном варианте исполнения шкалы

t целесообразно использовать код Грея для кодирования цифровых отметок шкалы.

При необходимости торцы светопроводов 6, обращенные в сторону указателя 2, могут быть снабжены диафрагмами, выполненными, например, путем нанесения светонепроводящего покрытия со светопроводящим окном.

Оптоэлектронный преобразователь может быть установлен также вне корinyca прибора, при этом в корпусе 5 должно быть выполнено светопроводящее окно 16 (фиг.б) так, чтобы обеспечивалась оптическая связь между торцами 10 указателя 2 и светопроводами 6 оптоэлектронного преобразователя. В этом . варианте исполнения необходимо обеспечить защиту светопроводав 6 ат попадания внешних световых потоков, например, можно поместить оптоэлектронный преобразователь B светонепроницаемый кор- пус, экран или покрасить наружные поверхности краской, в любам случае должна быть обеспечена оптическая связь между указателем 2 и светопра-: водами 6, Измерительный прибор .работает следующим образом.

При подаче на измерительный механизм 1 (фиг,1) измеряемого сигнала, указатель 2 отклоняется на угол, пропорциональный величине измеряемого сигнала, указатель 2 устанавливается у одной из отметок 4 шкалы 3, по положению указателя оператор на шкале отсчитывает результат измерения, Одновременно внешний световой поток отражается от кодированных отметок 4 (фиг.7-9) и попадает в торцы 9 светоправада 8 указателя 2 (фиг,2). Далее световые потоки распространяются па светоправодам 8 указателя 2 и благодаря наличию оптнческай связи попадают в светопроводы 6 оптоэлектронного преобразователя и далее на фатоэлектрические преабразават ли 7 (фиг.б).

Так как интенсивность светового потока, проходящего по каждому из светопровадав 8 указателя 2, соот161028 ветствует либо затемненному либо светлому участку отметки на шкале, то и электрический сигнал на выходе каждого из фотоэлектрических преобразователей 7 соответствует данной отметке, а набор электрических сигналов (код) на выходах фотоэлектрических преобразоватепей 7 соответствует положению указателя 2 относительно шкалы, т.е. выходной код соответствует значению измеряемого сигнала, поступающего на измерительный механизм. Этот выходной кодированный сигнал может быть использован для дистанционной передачи показаний измерительного прибора, для целей регистрации показаний или для ввода в ЭВМ с целью управления технологи-. ческим оборудованием ° 20

Автоматическое считывание показаний измерительного прибора осуществляют следующим образом.

Измеряемый сигнал преобразуют в угол поворота измерительного меха- 25 низма 1 (фиг.1), затем передают по светопроводящему указателю 2 световые потоки, отраженные от кодированного набора контрастных отметбк 4 (фиг ° 79), нанесенных на шкалу 3, эти световые потоки, интенсивность которых соответствует коцированному значению отметок шкалы, преобразуют фотоэлектрическими преобразователями 7 (фиг.б) в электрические сигналы, которые затем используют для целей дистанционной передачи результатов измерения или для целей управления технологическим, оборудованием.

Конструктивные элементы прибора используются для выполнения нескольких функций. Так, риски шкалы, предназначенные для визуального считывания показаний прибора, одновременно служат для кодирования цифрового зна-4 чения данной отметки шкалы. Указатель, служащий для визуаяьного отсчета по казаний, служит еще и элементом для передачи кодированного изображения риски шкалы к внешнему оптоэлектронному преобразователю. Благодаря .этому, прибор, обеспечивающий кроме визуального отсчета еще и дистанционную передачу информации, по стоимости и материалоемкости практически не отличается от стоимости и материалоемкости прибора, обеспечивающего только визуальный отсчет. Это позволяет использовать прибор только как показы0 6 вающий, а при необходимости подключать к нему внешнее оборудование и получать кодированный результат измерения, Это свойство измерительного прибора может быть использовано для подключения прибора к системам BBTQMGTH ческого контроля, системам автоматического управления технологическими процессами. Кроме того, может быть реализована автоматическая поверка измерительных приборов без их демонтажа с технологического оборудования. Это сокращает эксплуатационные расходы, так как существующие приборы требуют трудоемкой ручной периодически повторяемой поверки в лабораторных условиях, что приводит к необходимости остановки технологического оборудования и демонтажа приборов.

Ф о р мула и з о бр е т е ни я

1, Измерительный прибор, содержа-. щий измерительный механизм, шкалу. иуказатель,отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в нем указатель выполнен в виде покрытого светонепроницаемым материалом светопровода, снабженного двумя светопроводными окнами, одно из которых расположено со стороны шкалы., а другое — в торце указателя, 2. Прибор по и.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что светопровод указателя выполнен в виде набора светоизолированных друг от друга волоконнооптических световодов, торцы которых являются светопроводными окнами указателя.

3, Прибор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что риски шкалы выполнены в виде кодированного набора контрастных отметок.

4. Прибор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что он снабжен опто- электронным преобразователем, оптический вход которого имеет оптический контакт со светопроводным окном, расположенным в торце указателя, а электрический выход оптоэлектронного преобразователя является электрическим выходом измерительного прибора.

5. Прибор по п.1 о т л и ч а юm,и и с я тем, что в его корпусе выполнено светопроводное окно, имеющее оптическую связь со светопроводным окном, расположенным в торце указателя.

6, Прибор по п.1; о т л и ч а ющ и Й с я тем, чпо светопроводное

1610280 окно, расположенное на указателе со стороны шкалы, выполнено в виде линзы, фокусное расстояние которой равно расстоянию от указателя до шкалы прибора, 1610280 дед 4

1610280

Фиг. 7 рЯ

zf е рв. 2 фиа У

Составитель С.Ботуз

Редактор К. Крупкина Техред J3.Сердюкова Корректор Н.Ревская

Заказ 3729 Тираж 452 Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

° В

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101