УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ДВИЖУЩЕГОСЯ ДЛИННОМЕРНОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1997 года по МПК G01B21/06 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длины движущегося длинномерного материала в производствах пленочных материалов, тканей, в бумажной и резино-технической промышленности.

Известно устройство для измерения длины материала (авт. св. СССР N 1352186, G 01 B 7/04, 1987) содержащее датчик наличия металла в валках, мерный ролик, датчик наличия металла, установленный на базовом расстоянии, преобразователь угла поворота протягивающих валков, преобразователь угла поворота мерного ролика, вычислительный блок.

Недостатком данного устройства является сложность использования и низкая точность измерения вследствие отсутствия фильтра для импульсов мерного ролика при обратном движении (дребезге) материала.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство для измерения длины движущегося длинномерного материала (авт. св. СССР N 14090450, G 01 B 7/04, 1989, Устройство для измерения длины движущегося длинномерного материала), содержащее мерный ролик, импульсный датчик угла поворота мерного ролика, делители частоты, счетчик длины, цифровой индикатор длины, триггер.

Однако известное устройство также имеет низкую точность измерения вследствие отсутствия фильтра для импульсов мерного ролика при обратном движении (дребезге) материала и ограниченные функциональные возможности, так как в нем отсутствует память для хранения данных (длины материала) по сортам и в случае кратковременного отключения сети, а также отсутствует возможность подключения нескольких датчиков к одному вычислительному устройству и выноса датчика длины на большое расстояние от вычислительного устройства.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей устройства.

Результат достигается тем, что в устройство для измерения длины движущегося длинномерного материала, содержащее мерный ролик, вычислитель измеряемой длины, блок цифровой индикации, дополнительно введены оптоэлектронный импульсный датчик, усилитель тока, шлейф "токовая петля", причем выходы оптоэлектронного датчика подключены на входы усилителя тока, к выходам которого подключен шлейф "токовая петля", блок оптронной развязки, формирователь прямоугольных импульсов, блок "логических" фильтров, ко входам блока оптронной развязки подключен шлейф "токовая петля", выходы блока оптронной развязки подключены ко входам формирователя прямоугольных импульсов, выходы которого подключены ко входам блока "логических" фильтров, блок счетчиков прямого и обратного счета, шину данных, к счетным входам блока счетчиков подключены выходы блока "логических" фильтров, а информационные выходы счетчиков подключены к шинам данных, дешифраторов адресов, блок энергонезависимой памяти, информационные входы-выходы вычислителя, блока памяти и блока цифровой индикации подключены к шине данных.

Кроме того, целесообразно оптоэлектронный импульсный датчик выполнить в виде диска с радиальными отверстиями и двух оптопар, расположенных с возможностью сдвига фазы вырабатываемых импульсов на 90^o.

Целесообразно также блок "логических" фильтров фиг. 2 выполнить в виде двух инверторов, двух RC-цепочек, двух элементов 3И, а на вход первого инвертора подключить выход первого формирователя импульсов, выход которого подключить на вход второго инвертора, на первый вход первого элемента 3И и через RC-цепочку на второй вход второго элемента 3И, выход второго инвертора подключить к первому входу второго элемента 3И и через вторую RC-цепочку ко второму входу первого элемента 3И, выход формирователя которого подключить к третьим входам первого и второго элементов 3И, выход первого элемента 3И подключить к счетчику прямого счета, выход второго элемента 3И подключить к счетчику обратного счета.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 приведена принципиальная схема логического фильтра.

Устройство (фиг. 1) содержит мерный ролик 1, на оси мерного ролика расположен оптоэлектронный импульсный датчик 2, усилитель 3 тока (усилитель импульсов), шлейф "токовая петля" 4, причем выходы оптоэлектронного датчика подключены на входы усилителя 3 тока, к выходам которого подключен шлейф "токовая петля" 4, блок 5 оптронной развязки, формирователь 6 прямоугольных импульсов, в качестве которого применяются триггеры Шмитта, блок 7 логических фильтров, ко входам блока 5 оптронной развязки подключен шлейф "токовая петля" 4, выходы блока 5 оптронной развязки подключены ко входам формирователя прямоугольных импульсов, выходы которого подключены ко входам блока 7 логических фильтров, блок 8 счетчиков прямого и обратного счета, в качестве которых можно применить программируемые счетчики таймеры серии ЕР580ВИ53, к счетным входам блока 8 счетчиков подключены выходы блока "логических" фильтров, а информационные выходы счетчиков подключены к шине датчика данных, вычислитель 10, в качестве которого используется однокристальная микроЭВМ серии КМ1816ВЕ48; вычислитель 110 шину данных, шину управления (условно на схеме не указана) и шину адреса, дешифратор 11 адресов, блок 12 энергонезависимой памяти, информационные входы-выходы вычислителя 10, блока 12 памяти и блока 13 цифровой индикации подключены к шине данных, а адресные входы блока памяти 12 и дешифратора к шине адреса, выходы дешифратора 11 подключены на входы выбора микросхемы блока счетчиков и блока памяти.

Схема логического фильтра (фиг. 2) состоит из двух инверторов 14 и 15, двух RC-цепочек 16 и 17, двух элементов 3И 18 и 19, на вход первого инвертора 14 подключен выход первого формирователя импульсов (прямой счет), выход которого подключен на вход второго инвертора 15, на первый вход первого элемента 3И 18 и через RC-цепочку 16 на второй вход второго элемента 19 3И, выход второго инвертора 15 подключен к первому входу второго элемента 3И 19 и через вторую цепочку 17 ко второму входу первого элемента 3И; выход второго формирователя подключен к третьим входам первого и второго элементов 3И, выход первого элемента 3И 18 подключен к информационному входу счетчика прямого счета, выход второго элемента 3И 19 подключен к информационному входу счетчика обратного счета.

Устройство работает следующим образом.

При включении напряжения питания устройства вычислитель 10 по программе, хранящейся в ППЗУ, производит инициализацию (программирование) программируемых счетчиков-таймеров 8, после чего устройство готово к работе.

При измерении длины материала мерный ролик 1, находящийся в надежном контакте с прокатываемым материалом вращается, в результате чего оптоэлектронный датчик 2 импульсов вырабатывает две последовательности импульсов, сдвинутые по фазе на 90^o, (цена каждого импульса задана мерным роликом и радиальными отверстиями, например 10 мм). Данные импульсы поступают на вход усилителя тока 3, где преобразуются в токовые посылки, которые по "токовой петле" 4 поступают на вход блока 5 оптронной развязки, где токовые посылки преобразуются в синусоидальные импульсы, которые поступают в блок 6 формирователя прямоугольных импульсов, преобразуются в прямоугольные сдвинутые по фазе на 90^o импульсы. Причем, если мерный ролик вращается в прямом направлении, то опережает по времени импульсы прямого счета, если ролик вращается в обратном направлении, то опережает импульсы обратного счета. Таким образом, логический фильтр пропускает только те импульсы, которые поступают на вход блока 7 фильтров первыми. То есть при прямом вращении ролика через фильтр проходят импульсы прямого счета, которые поступают на счетный вход счетчика, который подсчитывает количество импульсов прямого счета. При обратном вращении ролика через фильтр проходят импульсы обратного счета, которые поступают на счетный вход счетчика, который подсчитывает количество импульсов обратного счета.

Через определенные промежутки времени вычислитель 10 через шину данных 9 считывает показания счетчиков прямого и обратного счета и вычисляет фактически измеренную длину по формуле 1:
L = (N_пр- N_обр)•δ (1)
где δ цена импульса датчика 2,
L длина измеряемого материала.

Вычислительный результат прибавляется к суммарному результату длины, который записывается в блок энергонезависимой памяти 12, и через шину данных вычислитель 10 передает в блок 13 цифровой индикации номер датчика, тип измеряемого материала и результат измерения по данному датчику.

Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длины движущегося длинномерного материала в производствах пленочных материалов, тканей, в бумажной и резино-технической промышленности. Техническим результатом является повышение точности и расширение функциональных возможностей. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство для измерения длины движущегося длинномерного материала, содержащее мерный ролик, вычислитель измеряемой длины, блок цифровой индикации, дополнительно введены оптоэлектронный импульсный датчик, усилитель тока, шлейф "токовая петля", блок оптронной развязки, формирователь прямоугольных импульсов, блок "логических" фильтров, дешифратор адресов, блок энергонезависимой памяти. Кроме того, целесообразно оптоэлектронный импульсный датчик выполнить в виде диска с радиальными отверстиями и двух оптопар, расположенных с возможностью сдвига фазы вырабатываемых импульсов на 90 ^o, а блок "логических" фильтров - в виде двух инверторов, двух RC-цепочек, двух элементов 3И. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для измерения длины движущегося длинномерного материала, содержащее мерный ролик, вычислитель измеряемой длины и блок цифровой индикации, отличающееся тем, что оно снабжено соединенными последовательно оптоэлектронным импульсным датчиком и усилителем тока, соединенными последовательно блоком оптронной развязки и блоком формирователей прямоугольных импульсов, блоком "логических" фильтров и блоком счетчиков прямого и обратного счета, дешифратором адреса, блоком памяти, усилитель тока и блок оптронной развязки соединены через шлейф "токовая петля", выходы блока счетчиков соединены с входами вычислителя через шину данных, выходы вычислителя связаны через шину данных с входами блока памяти, дешифратора адресов и блока цифровой индикации, а формирователь прямоугольных импульсов входами импульсов прямого и обратного счета через блок логических фильтров подключен соответственно к входам прямого и обратного счета блока счетчиков. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оптоэлектронный импульсный датчик выполнен в виде диска с радиальными отверстиями и двух оптопар, оптически сопрягаемых через отверстия диска и расположенных таким образом, что сдвиг фаз между вырабатываемыми ими импульсами равен 90^o. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок логических фильтров выполнен в виде двух инверторов, двух RC-цепочек, двух элементов 3И, выход первого инвертора подключен к входу второго инвертора, к первому входу первого элемента 3И и через первую RC-цепочку к второму входу второго элемента 3И, через вторую RC-цепочку к второму входу первого элемента 3И, третьи входы первого и второго элементов 3И объединены и являются входом блока, подключенным к входу импульсов обратного счета формирователя прямоугольных импульсов, вход первого инвертора является входом блока, соединенным с выходом импульсов прямого счета формирователя, а выходы первого и второго элементов 3И являются выходами блока, соединенными соответственно с счетчиками прямого и обратного счета блока счетчиков.