Устройство для измерения скорости ленточного носителя Советский патент 1984 года по МПК G01P3/36 

18

/6

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ЛЕНТОЧНОГО .НОСИТЕЛЯ, содержащее подвижную систему, выполненную в виде закрепленного на валике коромысла, датчик положения , выполненный в виде двух пар излучателей и фотоприемников с установленной между ними подвижной шторкой. 201/ 12 механически связанной с коромыслом подвижной системы, магнитоэлектрический преобразователь, вьтолненный в виде постоянного магнита, связанного с валиком подвижной системы.и обмоток обратной связи, закрепленных у противоположных полюсов постоянного магнита, стабилизированный источник тока, электрически связанный с обмотками обратной связи, фотоприемниками и излучателями датчика положения, и регистратор, подключенный к обмоткам обратной связи, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены плоский электрод круговой формы, закрепленный на свободном конце коро(Л мысла подвижной системы,и источник постоянного напряжения, подключенный положительным полюсом к электроду, а отрицательным - к ленточному но§ сителю, причем плоскость электрода расположена под углом ct к ленточному носителю, где 90° оС со Oi /7 7J u а

ФагЛ Изобретение относится к измерительной технике, и может быть исполь зовано в приборо- и машиностроении для измерения скорости движения ленточного носителя с повышенной точностью, например в аппаратуре ма нитной записи. Известны устройства, основанные на бесконтактных методах измерения скорости носителя. В качестве устро ства, использующего эффект Допплера, может служить бесконтактный датчик перемещения, содержащий лазе светоделители, фотодетектор. Данное устройство является лазерным измерителем скорости, представляющим собой интерферометр Майкельсона. В нем два когерентных световых луча о одного лазера направляются таким образом, чтобы они падали на один и тот же участок поверхности движущегося объекта из разных направлений. Фотодетектор, ось которого совпадает с биссектрисой угла, образованного падающими лучами, выделяет сигнал, имеющий частоту, рав ную разности допплеровских смещений частоты рассеянных излучений. Эта разностная частота пропорциональна составляющей скорости освещаемой по верхности. Недостатками измерителей скорости, использующих эффект допплеровс- кого смещения частоты отраженного сигнала, являются большая сложность оптической и электронно-измерительной частей системы, большие габарит устройства и зависимость точности измерений от флуктуации отражающей поверхности движущегося объекта. Известно -устройство для измерени скорости объекта с неравномерностью отражательной способности движущейся поверхности, которое содержит ла зер, систему фокусирующих линз сис тему собирающих линз, дифракционную решетку, фотоумножитель, частотомер 1 . Недостатками этого устройства яв ляются сложность оптической и электронной частей устройства, боль шие габариты, влияние поперечных колебаний отражающей поверхности на точность измерений. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения линейньк ускорений подвижного объекта с помощью котррого можно изменять и скорость ленточного носителя, содержащее подвижную систему, выполненную в виде закрепленного на валике коромысла, датчик положения, выполненный в виде двух пар излучателей и фотоприемников с установленной между ними подвижной шторкой, механически связанной с коромыслом подвижной системы, магнитоэлектрический преобразователь, выполненный в виде постоянного магнита, связанного с валиком подвижной системы, и обмоток обратной связи, закрепленных у противоположных полюсов постоянного магнита, стабилизированный источник тока, электрически связанный с обмотками обратной связи, фотоприемниками и излучателями датчика положения,.; . и регистратор, подключенньй к обмоткам обратной связи. Подвижная система известного устройства за счет использования датчика положения, имеющего свойства ключевого и порогового элемента, совершает автоколебания. При этом -На выходе устройства имеет место последовательность положительных и отрицательных широтно-модулированных импульсов, п-ричем глубина модуляции пропорциональна измеряемой физической величине 2. Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения скорости ленточного носителя . Целью изобретения является повышение точности измерения скорости. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее подвижную систему, выполненную в виде закрепленного на валике коромысла, датчик положения, выполненный в виде двух пар излучателей и фотоприемников с установленной между ними подвижной шторкой, механически связанной с коромыслом подвижной сисистемы, магнитоэлектрический преобразователь, выполненный в виде постоянного магнита, связанного с валиком подвижной системы, и обмоток обратной связи, закрепленных у противоположных полюсов постоянного магнита, стабилизированный источник .тока, электрически связанный с обмотками обратной связи, фотоприемниками и излучателями датчика положения, и регистратор, подключенный

к обмоткам обратной связи, введены плоский электрод круговой формы, закрепленный на свободном конце коромысла подвижной системы, и источник постоянного напряжения, подключенный положительным полюсом к электроду, а отрицательным - к ленточному носителю, причем плоскость электрода расположена под углом с к ленточному носителю, где 90 ot 0.

На фиг. 1 и 2 показаны структурна и конструктивная схемы предлагаемого устройства. .

Плоский электрод 1 круговой формы закреплен на,одном конце коромысла 2, на другом конце которого установлена шторка 3. 2 закреплено на одном из концов валика 4, установленного в опорах 5 и 6 с возможностью перемещения вокруг своей продольной оси, что обеспечивает перемещение шторки 3 в зазоре между установленными попарно и соосно на корпусе устройства излучателями 7 и 8 и фотоприемниками 9 и 10. Постоянный магнит 11, закрепленный на валике 4, и коромысло 2 образуют подвижную систему 12, Совокупность излучателей 7 и 8, фотоприемников 9 и 10 и шторки 3 образует датчик 13 положения подвижной системы 12. Обмотки 14 и 15 обратной связи закреплены на корпусе устройства под противоположными полюсами постоянного магнита 11 и совместно с последним образуют магнитоэлектрический преобразователь 16. К клеммам стабилизированного источника 17 постоянного тока подключены излучатели 7 и 8 и фотоприемники 9 и 10, последовательно с каждым из которых соединены обмотки 14 и 15 обратной связи. Положительная клемма источника 1В постоянного напряжения соединена с плоским электродом 1 круговой формы, а отрицательная клемма источника 18 через направляющую стойку 19 соединена с ленточным носителем 20.

Устройство для измерения скорости движения ленточного носителя работает следующим образом.

В исходном положении шторка 3 перекрывает поток излучения одного из излучателей, например 7. При подаче питания на излучатели 7 и 8 и фотоприемники 10 срабатывает фотоприемник 9 и через него в обмотку 15 обратной связи магнитоэлектрического преобразователя 16 подается ток от стабилизированного источника 17 постоянного тока. При этом в магнитоэлектрическом преобразователе 16 создается момент, направленный так, что подвижная система 12 переходит в положение, при котором шторка 3 перекрывает поток излучения излучателя 8, но открывает поток излучения излучате ля 7. Тогда фотоприемник 9 закрывается, а фотоприемник 10 открывается. В результате этого переключения ток от стабилизированного источника 17 постояннго тока идет в обмотку 14 обратной связи магнитоэлектрического преобразователя 16, за счет чего в последнем создается момент, направленный противоположно предыдущему. Далее процесс переключения повторяется, таким образом, подвижная система 12 устройства и, следовательно, плоский электрод 1 круговой формы совершают автоколебания с некоторыми постоянными амплитудой и частотой . При этом на выходе устройства имеет место последовательность прямоугольных положительных и отрицательных импульсов равной длительности.

При подаче разнрполярного электрческого потенциала от источника 18 постоянного напряжения на плоский электрод 1 круговой формы и на ленточный носитель 20 на поверхности последнего образуются локальные зоны электрического заряда, которые при движении лейточного носителя 20 создают электрический ток 1,

Поскольку плоскость колебаний плоского электрода 1 круговой формы находится под некоторым углом oL к плоскости движения ленточного носитля 20, то напряженность электростатического поля в зазоре между лентоным носителем 20 и плоским электродом 1 круговой формы имеет неравномерный характер с максимальным значением в точке минимального расстоя НИН между ними. Это создает на поверхности плоского электрода 1 круговой формы кольцевой ток результате взаимодействия магнитных полей, создаваемых токами 1 и Ig., возникает пондеромоторная сила-, составляющая F которой, приложенная к плоскому электроду 1 круговой формы по касательной к тра