Устройство для измерения линейной скорости вращательного движения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{6l) До»олннтельное к авт. саид-ву(22)Заявлено 05.10.81 (21) 3344978/18-10

<и>993124

Сотоз Советских

Социаяистичесних

Ресттубиин (51)М. Кл.

G 01 Р 3/36 с присоединением за»вки 3%

AefAlpcNNNQfi кевавт

CCCP ае лалве изввретеквк к вткрытик (23) П риорнтет

Опубликовано 30.01.83 ° бюллетень М "

Дата опубликован»» описан»» 30. 01. 83 (53)УЛК 531 776 (088. 8) (72) Авторы (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНОД

СКОРОСТИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использова но в различных отраслях машинострое- ния при измерении скорости угловых перемешений объектов.

Известно устройство, содержащее s корпус, в котором размещены подвижно и неподвижно установленные втулки, фотоприемники, установленные в подвижной втулке, оси которых расположены под острым углом одна к другой, а точка пересечения проходит через центр точечного осветителя, размещенного в неподвижной втулке, диафрагму, жестко закрепленную на подвижной втулке, и кодовый диск, расположенный между осветителем и фотоприемниками (1).

Известное устройство сложно в изготовлении, требует точной механичеси кой регулировки и обладает вследствие этого низкой надежностью. Кроме того, при измерении скоростей, меньших 20-30 м/ч, оно не обеспечивает

2 требуемой точности, а форма импульсов от обоих фотоприемников неодина кова, вследствие разной скорости прохождения фотоприемников мимо прорези.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее источник света, размещенные вдоль одной оси фотоприемники и установленный между источником и фотоприемниками кодовый диск с расположенными равномерно по окружности прорезями. При этом фотоприемники установлены вдоль линии, проходящей под углом к радиусу диска и размещены на одном угловом делении диска (2 ).

При вращении вала освещенность фотоприемников, установленных на пути светового потока от источника света, последовательно падающего на фотоприемники через радиальную прорезь, прерывается диском.

Указанное устройство позволяет получиtb достаточное количество импуль3 99 сов,в единицу времени для обеспечения требуемой точности, что расширявоэможности его применения. Однако оно не позволяет получить одинаковые по форме, скважности и равномерности следования электрические импульсы вследствие разнОй линейной скорости прохождения прорези мимо разных фотодатчиков, что создает значительные трудности при дальнейшем их преобразовании и снижает точность измерений. Кроме того, оно не исключает необходимость точной механической регулировки при его установке и настройке.

Цель изобретения - повышение точности измерения скорости медленно вращающихся иэделий и упрощения конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник света, размещенные вдоль одной оси фотоприемники и установленный между источником света и фотоприемниками кодовый диск с расположенными райнонерно по окружности прорезями, ось фотоприемников установлена параллельно радиусу кодового диска, кривизна прорезей которого определяется соотношением

ВМЪ („, 2Л о где r - 1екущий радиус точки края прорези;

- число прорезей;

Й вЂ” число фотоприемников,:

h - расстояние между соседними фотоприемниками

r — радиус, соединяющий центр кодового диска с ближайшим фотодатчиком;

Ч - угол между г, и г, и выбрана иэ условия, что очношение разности радиусов, соединяющих центр кодового диска с любыми двумя точками края прорези, к углу между этими радиусами является постоянным.

На фиг. 1 изображено устройство преобразования вращательного движения в электрические импульсы; на фиг. 2кодирующий диск; на фиг, 3 " схема обработки сигналов фотодатчиков; на фиг. 4 — временная диаграмма, поясняющая фазы преобразования сигналов устройствами преобразования.

8 корпусе 1 размещен непрозрачный кодовый диск 2 на оси 3 (трибе), име3124

4 ющей зубчатое зацепление с зубча ым колесом 4, расположенным на оси 5, на которой жестко закреплено колесо 6.

Линза 7 расположена между точечным источником 8 света и щелевой диафрагмой 9, размещенной параллельно блоку фотоприемников 10, который, в свою очередь, расположен параллельно радиусу кодового диска 2, установленного

10 между диафрагмой 9 и блоком фотоприемников 10.

Кодовый диск 2 выполнен из непрозрачного материала и имеет прорези

11, отношение ширины раскрытия А

Is (фиг. 2) которых к ширине непрозрачного промежутка Б на любом расстоянии от центра кодового диска является постоянным, а кривизна краев прорезей определяется соотношением

20 где r - текущий радиус точки края

25 прорези; число прорезей кодового диска

Й вЂ” число фотоприемников; расстояние между соседними

30 фотодат чи ками, го — радиус, соединяющий центр кодового диска с ближайшим фотодатчиком, Ч вЂ” угол между г, и r. фотодатчики 10 связаны с электронной схемой, выходы их подключены к индивидуальным усиливающим и дифференцирующим устройствам 12, выходы которых, в свою очередь поданы на входы устройства 13 развязки, в ка40 честве которого использован, например, блок полупроводниковых диодов, выходы которых соединены в одну выходную цепь.

Устройство для измерения скорости путем преобразования вращательного движения в электрические импульсы работает следующим образом.

Контактное колесо 6 осуществляет качение по поверхности иэделия.

Вращение оси 5 передается посредством зубчатого зацепления (колеса и триба 3) на кодовый диск 2. При вращении кодового диска 2 прорезь

11 последовательно открывает фотодатчики 10, причем очередная прорезь открывает первый фотодатчик сразу после открытия последнего фотодатчика предыдущей прорезью. Ин993124

6 формула изобретения

9N%

01

2Jf кие тервал между открытием последнего и . первого Фотодатчиков соседними прорезями равен интервалу между открытием любых других соседних фотодатчиков, что обеспечивается вышеуказанной кривизной краев прорезей, Последовательность импульсов на выходе устройства будет, таким образом, равномерной. для разделения соседних перекры- 10 вающихся импульсов сигнал с каждого фотодатчика подается на индивидуальные усиливающие и дифференцирую— щие устройства 12 (фиг. 4, временные диаграммы а). С выхода устройства (5

12 импульсы (фиг. 4, диаграмма б) подаются в общую цепь через устрой" ство 13 развязки (фиг. 3)> обеспечивая на выходе устройства последовательность импульсов от всех фотодат- 2О чиков (фиг. 4, временная диаграмма с), Суммарное число разделенных импульсов за один оборот кодового диска определяется из соотношения n=kN, где k - число прорезей N - число фо-2з топриемников.

Такое выполнение устройства, благодаря возможности разделения перекрывающихся импульсов, позволяет получить на выходе устройства 50-100 зо импульсов в секунду при измеряемой скорости 20 м/ч, что обеспечивает требуемую точность. Предлагаемая

Форма прорезей кодового диска обеспечивает равномерность следования, одинаковую форму и скважность импульсов, что значительно упрощает их дальнейшее .преобразование, например, в устройствах, преобразующих кодовый сигнал в аналоговый. Кроме того, ао повышается надежность работы устройства за счет его упрощения и устранения точной механической регулировУстройство для измерения линейной скорости вращательного движения, содержащее источник света, размещенные вдоль одной оси фотоприемники и установленный между источником и фотоприемниками кодовый диск с расположенными равномерно по окружности прорезями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения скорости медленно вращающихся изделий и упрощения конструкции, ось фотоприемников установлена параллельно радиусу кодового диска, кривизна прорезей которого определяется соотношением где г " текущий радиус точки края прорези; число прорезей;

М - число фотоприемников;

h — расстояние между соседними фотоприемниками;

r - радиус, соединяющий центр

0 кодового диска с ближайшим фотодатчиком, Ч - угол между г, и r. и выбрана из условия, что отношение разности радиусов, соединяющих центр кодового диска с любыми двумя точками края прорези, к углу между эт им и радиусами явля ется пост оя нным.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

N 416725, кл. G 08 С 9/06, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

1 620889 кл. G Ol Р 3/36, 1978 (прототип).

993124 (РиаO

Составитель Ю. Власов

Редактор А.Лежнина Техред Ж. Кастелевич Корректор B° . Прохненко

Заказ 446/59 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ -Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

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