Устройство для измерения линейной плотности ленты Советский патент 1983 года по МПК D01H5/32 G01N33/36 

Изобретение относится к текстиль ной промышленности, конкретнее к устройствам для измерения линейной плотности ленты. Известно устройство для измерения линейной плотности ленты, содержащее измерительные ролики, верхний из которялх установлен с возможностью возвратно-поступательного движения, а его ось через опору кинематически связана со ступенчатым светонепро ницаемым экраном, фотометрическую матрицу, источник излучения и генератор импульсов, выходом соединенный с управляющим входом коммутатора, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И, вторые входы которых подключены к соответствующим фотоприемникам фотометрической матрицы, а выходы объединены и связаны со счетным входом счетчика, обнуляющим входом соединенного с выходом триггера, взаимоинвёрсные входы которого связ ны соответственно с первыгл и послед ним выходами коммутатора ij . Основной недостаток данного устройства состоит в невысокой точност измерения, обусловленной расположением фотоприемников на фотометрической матрице. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем что в устройстве, содержащем измерительные ролики, верхний из которых установлен с возможностью возвратнопоступательного движения,а его ось через опору кинематически связана со ступенчатым светонепроницаемым экраном, фотометрическую матрицу, источники излучения и генератор им,пульсов, выходом соединенный с упра ляющим входом коммутатора, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И, вторые входы которых подключены к соответствующим фотоприемникам фотометриче кой матрицы, а выходы объединены и связаны со счетным входом счетчика, обнуляющим входом соединенного с вы ходом триггера, взаимоинверсные вход которого связаны соответственно с первым и последним выходами коммутатора, фотоприемники фотометрической матрицы расположены в точках пересечения радиусов и дуг концентри ческих окружностей с центром, лежащи на линии, проходящей через опору перпендикулярно плоскости ступенчатого светонепроницаемого экрана, высота ступеней которого выполнена переменной, увеличивакйцейся в напра лении от опоры к периферии ступенчатого светонепроницаемого экрана. На фиг.1 представлена конструкци предлагаемого устройства на фиг.2 электрическая схема устройства; на фиг.3 - форма фотометрической матрицы и светонепроницаемого экрана. Устройство состоит из светонепроницаемого экрана 1, фотоприемников 2, образующих фотометрическую матрицу 3, освещаемую источником 4 излучения (осветителем) через конденсор 5. Экран 1 укреплен на рычаге 6 с точкой 7 опоры. Другой конец рычага 6 соединен с роликом 8, на котором имеется выступ, входящий в паз ролика 9. Ролик 9 механически соединен с валом цифрового тахометра 10. Позицией 11 обозначена лента. Цифровой тахометр 10 подключен через делитель 12 частоты и ключ 13 к входу коммутатора 14. Блок 15 выбора частоты измерения подключен к делителю 12. Генератор 16 импульсов соединен с вторым входом ключа 13. Коммутатор 14 соединен своими выходами, число которых равно числу фотоприемников 2 матрицы 3, с входами элементов И 17, на вторые входы которых подключены фотоприемники 2. Первый и последний выходы коммутатора 14 подключены на R - и 5 -входы триггера 18 соответственно. Выходы элементов И 17 объединены и соединены со счетнымС-входом счетчика 19, а на его R-вход сброса подключен выход триггера 18. Фотометрическа матрица 3 установлена на пластине 20, одна сторона которой выполнена зубчатой. Пластина 20 закреплена на оси 21, расположенной между опорой 7 и дополнительной опорой 22. Зубчатая сторона пластины 20 находится в зацеплении с зубчатым колесом 23, установленным на жестко укрепленном кронштейне 24. Стопорная гайка 25 навертывается на резьбу кронштейна и препятствует самопроизвольному повороту зубчатого колеса 23. Устройство работает следующим образом. Лента 11, проходя между верхним 8 и нижним 9 роликами в пазу последнего, заставляет ролик 8 перемещаться. Перемещение ролика 8 находится в прямой зависимости от толщины Ленты 11. Рычаг 6с точкой опоры передает это перемещение экрану 1, изменяя число освещенных и затемненных фотоприемников 2 матрицы 3. Осветитель 4 и конденсатор 5 формируют параллельный поток световых лучей, направленных перпендикулярно плоскости экрана 1 и матрицы 3. Изменение положения экрана 1 фиксируется электронной схемой, работа которой основана на последовательном опросе фотоприемников 2 коммутатором 14. Управление коммутатором 14 осуществляется от цифрового тахометра 10, формирукяцего на своем выходе им- , пульсы, частота которых соответствует частоте вращения ролика 9. Реализация тахометра может быть различной (синусно-косинусный вращающийся ; трансформатор, устройство фотоэлект рического либо индуктивного типа). Появление импульса на выходе цифрового тахометра 10 соответствует по-;вороту пазового ролика 9 на определенный угол. Следовательно, время, прошедшее от одного до другого импульса, находится в строгом соответствии с длиной ленты, прошедшей за этот отрезок времени между роликами 8 и 9, За один оборот ролика 9 вырабатывается, например, от 10 до 600 импульсов в зависимоети от типа тахометра. Импульсы с цифрового тахометра 10 поступа- Г ют на делитель 12. В зависимости от состояния блока 15 выбора частоты измерения частота на выходе делителя 12 либо остается такой же, как и на выходе, либо уменьшается. Это необходимо для того, чтобы менять базу измерения, проводя измерения либо 600 раз за один оборот ролика 9, либо реже, если этого требуют условия измерения.

Поступая на вход коммутатора 14 через ключ 13, импульсы с делителя 12 запускают его. Ключ 13 коммутирует во .время работы На вход коммутатора либо делитель 12, либо генератор 16 в режиме наладки датчика. По приходу первого импульса с делителя 12 коммутатор 14 вырабатывает на своих выходах импульсы, сдвину тые друг относительно друга на величину &t. . Количество импульсов коммутатора равно количеству фотоприемников 2 матрицы. Каждый вход коммутатора соединен с первыми входами элементов И 17, на вторые входы кото рых подключены фотоприемники 2. При освещении фотоприемника 2 и появлении на входе элемента И импульса от коммутатора 14 на выходе элемента И появляется единичный сигнал (освещенное состояние фотоприемников соответствует единице на входе элемента И, а затемнение - нулю). При.тако соединении на объединенном выходе элементов и 17 появляется импульсная последовательность, число импульсов которой равно количеству освещенных фотоприемников 2. Для синхронизации работы устройства служит триггер 18, на R - и 5 -входы которого поступают соответственно первый и последний импульсы коммутатора 14. При этом на R -входе счетчика 19 имеется нулевой потенциал при работе коммутатора и единичный при его останове. В этом случае импульсная последовательность на С-входе счетчика 19 о рабатывается лишь в интервале времени работы коммутатора 14. На выходе счетчика 19 имеется двоичное число, соответствуквдее количеству освв ченных фотоприемников 2. С приходом следующего импульса с делителя 12 расчет повторяется снова. Частота работы коммутатора 14 выбирается больше максимальной частоты с делителя 12, чтобы опрос всех фотоприемников происходил до прихода следующго импульса с делителя 12. При 600 импульсах за один оборот ролика 9 можно сказать, что достоверность измерения достаточно велика и приближается к непрерывной.

Фотоприемники (фиг.З) располагаются в узлах, образованных при Пересечении рещиусов окружностей /с центром в точке опоры 7 рычага б с дугами этих окружностей. Экран 1 при этом остаётся ступенчатым с той лишь разницей, что величина ступени увеличивается по мере удаления от опоры 7. Построение величины ступен производится следующим образом.

Дуга между двумя соседними фотоприемниками 2 на одной из концентрических окружностей (например последней) делится на равные части, число которых равно числу окружностей. Из точек деления проводятся радиусы к центру оси 21,.образующие верхнюю ступенчатую границу экрана 1. В данном случае сохраняется строгое соответствие количества освещенных фотоприемников 2 с величиной перемещения ролика 8, величина ошибки измерения остается постоянной.

Рассмотрим работу датчика при смне номера ленты 11. При этом шаблоном устанавливается номинальная толщина продукта. Экран 1 отклоняется на определенный угол. При помощи зубчатого колеса 23 поворачивают пластину 20 так, чтобы количество освещенных и затемненных фотоприемников 2 матрицы 3 было одинаково. Пластина 20 поворачивается при этом вокруг оси 21, укрепленной межд опорой 7 и дополнительной опорой 22. Положение экрана контролируется путем съема информации со счетчика 19. В этом режиме ключ 13 подключает на вход коммутатора 14 импульсы от генератора 16 импульсов.

При этом без вращения ролика 9 работа электронной части устройства не нарушается. После выбора положения пластины 20 зубчатое колесо 23 закрепляют на кронштейне 24.

После проведения этих операций диапазон измененияг линейной плотности вверх и вниз относительно номинала остается симметричным.

После заправки ленты 11 ключ 13 переключают в рабочий режим от делителя 12. Работа электронной схемы дачика продолжается аналогично.

Благодаря предлагаемой конструкции матрицы, электронной схемы и светонепроницаемого экрана датчика увеличивается точность Измерения,

2

сводится к минимуму влияние дискретности измерения, а ошибка измерения становится величиной постоянной .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ ПЛОТНОСТИ ЛЕНТЫ, содержащее измерительные ролики, верхний йэ которых установлен с возможностью возвратно-поступательного движения, а его ось через опору кинематически связана со ступенчатым светопроницаeiHtoM экраном, фотометрическую матрицу, источник излучения и генератор импульсов, выходом соединенный с управляющим входом коммутатора, выходы которого подключены к пер- . вым входам соответствующих элементов И, вторые входы которых подклю,чены к соответствующим фотрприемникам фотометрической матрицы, а выходы объединены и связаны со счетным входом счетчика, обнуляющим входом соединенного с выходом триггера, взаимоинверсные входы которого связаны с первым и йоследним выходами коммутатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, фотоприемники фотометрической матрицы расположены в точках пересечения радиусов и дуг концентрических окружностей с центром, лежащим на линии, проходящей через опору перпендикулярно плоское- § ти ступенчатого светонепроницаемого 0 экрана,.высота ступеней которого вы;полнена переменной, увеличивающейся в направлении от опоры к периферии ступенчатого светонепроницаемого .экрана.