Цифровой оптоэлектрический датчик линейных перемещений последовательного счета

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Целью изобретения является повышение надежности и точности. На пути световых импульсов, формируемых источником 2 светового излучения , расположена линейка 3, связанная с объектом, снабженная щелями, выполненными с заданным шагом. Световые импульсы воспринимаются фоточувствительными поверхностями фотоприемников 4 и 10 и преобразуются в электрические сигналы, которые претерпевают обработку в канале счета, включающем последовательно соединенные первые фотоприемник 4, усилитель-формирователь 5 и D-триггер 6 и два элемента И 7 и 9, и в канале анализа направления движения, включающем вторые фотоприемники 10, усилитель-формирователь 11 и D-триггер 12 и две дифференцирующие цепи 13 и 15. Положительный эффект достигается путем оптимального выбора геометрических параметров элементов оптического тракта датчика, что позволило уменьшить минимальный шаг линейки 3 и снизить количество необходимых для обработки каналов с трех до двух. 2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1733927 A l (19) (! 1) (si)s G 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6! с„) о Э 3, > (21) 4798574/28 (22) 05.03.90 (46) 15,05.92. Бюл. N. 18 (72) В.П. Бирюлин, С.Б. Степанов, Н,С, Потапов и B.Н, Потанцев (53) 531.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1486795, кл. G 01 В 21/00, 1989.

Киперман В,С. и др. Цифровой оптоэлектрический датчик линейных перемещений. — Межвузовский сборник научных трудов. Пенза; 1981, вып, I, с, 60. (54) ЦИФРОВОЙ ОПТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

ДАТЧИК Л ИН ЕЙ Н ЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СЧЕТА (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Целью изобретения является повышение надежности и точности. На пути световых импульсов, формируемых источником 2 светового излучения, расположена линейка 3, связанная с

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в системах телеизмерений для измерения линейных перемещений и координаты контролируемого объекта при линейном перемещении относительно точки начала движения.

Цель изобретения — повышение надежности и точности датчика.

Указанная цель достигается тем. что цифровой оптоэлектрический датчик линейных перемещений последовательного счета, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов и источник светового излучения, линейку, связываемую с объектом, последовательно соединенные объектом, снабженная щелями, выполненными с заданным шагом. Световые импульсы воспринимаются фоточувствительными поверхностями фотоприемников 4 и 10 и преобразуются в электрические сигналы, которые претерпевают обработку в канале счета, включающем последовательно соединенные первые фотоприемник 4, усилитель-формирователь 5 и 0-триггер 6 и два элемента И 7 и 9, и в канале анализа направления движения, включающем вторые фотоприемники 10, усилитель-формирователь 11 и D-триггер 12 и две дифференцирующие цепи 13 и 15, Положительный эффект достигается путем оптимального выбора геометрических параметров элементов оптического тракта датчика, что позволило уменьшить минимальный шаг линейки 3 и снизить количество необходимых для обработки каналов с трех до двух. 2 ил. фотоприемник, усилитель-формирователь и

D-триггер, одновибратор, вход которого соединен со вторым выходом генератора, а выход соединен с С-входом D-триггера, два элемента И, первые входы которых соедине.ны с Q-выходом О-триггера, и счетчик импульсов, снабжен последовательно соединенными вторыми фотоприемником, усилителем-формирователем и D-триггером, С-вход. которого соединен с выходом одновибратора, и двумя дифференцирующими элементами, входы которых соединены соответственно с Q и 0-выходами второго D-триггера, а выходы соединены соответственно со «торыми входами элементов И.

1733927

55

Работа датчика обеспечивается при следующих соотношениях между размерами световодов и щелей линейки:

L>D;

Ш > +О;

S> 2Ш, где L — расстояние между осями световодов;

Π— диаметр световодов;

Ш вЂ” ширина щелей в линейке;

S — шаг линейки.

На фиг.1 изображены линейка и световоды источника излучения и фотоприемников с указанием размеров; на фиг.2— структурная схема предлагаемого датчика линейных перемещений.

Датчик содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов и источник 2 светового излучения, линейку 3, связываемую с объектом, два канала: канал счета, включающий последовательно соединенные фотоприемник 4, усилитель-формирователь 5, О-триггер 6, два двухвходовых элемента И 7 и 8, первые входы которых соединены с Q-выходом D-триггера 6; канал анализа направления движения, включающий последовательно соединенные вторые фотоприемник 10, усилитель-формирователь 11, D-триггер 12 и две дифференцирующие цепи 13 и 14, вход первой из которых соединен с Q-выходом D-триггера 12, а выход — со вторым входом первого элемента И

7, вход второй дифференцирующей цепи 14 соединен с Q-выходом D-триггера 12, а выход — со вторым входом второго элемента И

8, счетчик 9 импульсов, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И

7, а второй вход соединен с выходом второго элемента И 8, одновибратор 15, вход которого соединен со вторым выходом генератора 1 импульсов, а выход — с С-входами О-триггеров 6 и 12.

Таким образом, для анализа направления движения линейки 3, связываемой с объектом, используется переход от неосвещенного состояния второго фотоприемника

10 в освещенное и наоборот. При этом (для однозначности установления соответствия между такими переходами и направлением движения) схема датчика и необходимые соотношения между размера5 ми световодов и щелей в линейке обеспечивают появление входных сигналов на счетчике импульсов только при освещенном первом фотоприемнике.

К преимуществам предлагаемого датчи10 ка следует отнести следующее. Количество каналов обработки сокращается с трех до двух, что повышает надежность датчика.

Максимально возможная точность измерения перемещения объекта возрастает в 1,5

15 раза, поскольку максимально возможная точность определяется минимальным шагом линейки Smin для предлагаемого датчика

Smtll 2Ш 4О, для прототипа Sml(l(, 3 (Ш +

+D) 6Д.

Формула изобретения

Цифровой оптоэлектрический датчик линейных перемещений последовательного счета, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов и источник светового излучения, линейку, связываемую с объектом, последовательно соединенные фотоприемник, усилитель-формирователь и

D-триггер, одновибратор, вход которого со30 единен со вторым выходом генератора, а выход соединен с С-входом О-триггера, два элемента И, первые входы которых соединены с Q-выходом D-триггера, и счетчик импульсов, входы которого соединены соответственно с выходами элементов И, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности, он снабжен последовательно соединенными вторыми фотоприемником, усилителем40 формирователем и D-триггером, С-вход которого соединен с выходом одновибратора, и двумя дифференцирующими элементами, входы которых соединены соответственно с

Q u Q выходами второго D-триггера, а выхо45 ды соединены соответственно со вторыми входами элементов И.

1733927

Составитель С.Степанов

Редактор М.Бокарева Техред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец

Заказ 1662 Тира>к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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