Фотореле Советский патент 1986 года по МПК H01H47/24 

сриг.1

с различной оптической плотностью: прозрачный, полупрозр1чный, непрозрачный. Четкий контроль направления движения механизма, который обеспе«

г

Изобретение относится к импульсной оптоэлектронной технике и может быть использовано в качестве датчика параметров перемещения рабочих органов в механизмах и машинах, в част- кости, в станках, двигателях, роботах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем избирательной обработки и раздельного вывода информации о регистрируемых световых потоках различной мощности

На фиг, представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг.2 - схема поверхности диска, который вращается в зоне светового потока, регистрируемого устройством.

Фотореле содержит фотодиод , анод которого соединен с общей шиной 2, а катод через первый резистор 3 - с источником 4 постоянного, напряжения, первый транзисторный ключ с общим эмиттером, построенный на биполярном транзисторе 5 с коллектор- ной нагрузкой 6, между базой которого и катодом фотодиода I посаедова- тельно с вторым резистором 7 включен в обратном направлении стабилитрон 8 с большим напряжением стабилизации, второй транзисторный ключ с общим эмиттером, построенный на биполярном транзисторе 9 с коллекторной нагрузкой 10, между базой которого и катодом фотодиода I последовательно с третьим резистором 11 включен в , обратном направлении стабилитрон 12 С меньшим напряжением стабилизации. В устройство введены конденсатор 13, первьй, второй и третий инверторы 14-16, первый, второй и третий логические элементы И 17-19 логический элемент ИЛИ-НЕ 20, первый и второй RS-триггеры 2 и 22, выходы 23 и 24 которых являются выходами устройства. Коллектор первого ключа на транзисторе 5 соединен с первыми входами

чивает фотореле, позволяет автоматически исключать аварийные ситуации, связанные с пepeмeщeния 5И механизмов в ложных направлениях. 1л.

о 5 „

0

5

логических элементов И 17 и 19 и с входом инвертора 14, коллектор второго ключа на транзисторе 9 соединен с вторым входом логического элемента И 17, с входами инверторов 15 и 16 и через конденсатор 13 - с общей шиной 2, выходы инверторов 14 и 15 соединены соответственно с первым и вторым входами логического элемента И 18, третий вход которого соединен с третьим входом логического элемента 19 и с выходом логического элемента 20, выход инвертора 16 соединен с вторым входом логического элемента И 19, выход логического элемента И 17 соединен .с R-входами триггеров 21 и 22, выход логического элемента И 18 соединен с S-BKO- дом триггера 21, выход которого соединен с первым входом логического элемента ИЛИ-НЕ 20, выход логического элемента И 19 соединен с S-входом триггера 22, выход которого соединен с вторым входом логического элемента Ш1И-НЕ 20.

Фотодиод 1 реагирует на световой поток 25, которьй пересекается объектом 26. В данном случае объектом 26 служит диск (фиг.2), в каждой зоне которого размещены три сектора с различной оптической плотностью; проз- рачньй, полупрозрачный и непрозрачный. При вращении диска в пределах одной зоны фотодиод 1, реагируя на . световой поток различной мощности, формирует три фотосигнала различной амплитуды.

Устройство работает следующим образом.

Фотодиод 1, освещенный световым потоком значительной мощности, создает большой фототок, напряжение на катоде фотодиода 1 в этом случае невелико и не достигает напряжения стабилизации стабилитрона 12. Ключи на транзисторах 5 и 9 закрыты, и логический элемент И 17 формирует сигнал, сбрасывающий триггеры 21 и 22 в состояние О. Сигналы на выходах 23 и 24 устройства в таком режиме работы отсутствуют.

Электрическое состояние устройства изменяется, если мощность светового потока, воздействующего на фотодиод 1, снижается и напряжение на катоде фотодиода 1 превосходит напря- жение стабилизации стабилитрона 12, но не достигает напряжения стабилизации стабилитрона 8, В этом случае ключ на транзисторе 9 фиксируется в режиме нас пцения (полностью отпира- ется), а ключ на транзисторе 5 остается закрытым. Инвертор 16, реагируя на сигнал с коллектора транзистора 9, включает логический элемент И 19, который в свою очередь перево дит в состояние 1 триггер 22. На выходе 24 формируется сигнал напряжения. Одновременно триггер 22 через логический элемент ИЛИ-НЕ 20 возвращает логический элемент И 19 в сое- тояние О.

Если мощность светового потока, воздействующего на фотодиод 1, невелика, то потенциал катода фотодиода 1 близок к напряжению источника 4 и превышает напряжение стабилизации стабилитрона 8. При этом отпираются оба ключа на транзисторах 5 и 9. Однако благодаря конденсатору 13, формирование отрицательного сигнала на- пряжения на коллекторе транзистора 9 задерживается и первым в состояние 0 переходит ключ на транзисторе 5, что исключает ложное срабатывание инвертора 16, элемента И 19 и тригге ра 22. Ключ на транзисторе 5 по цепи с инвертором 15 переключает логический элемент И 18 и переводит в состояние 1 триггер 21. На выходе 23 формируется сигнал напряжения. Одновременно триггер 21 через логи- - ческий элемент ИЛИ-НЕ 20 возвращает логический элемент И 18 в состояние О.

Введение инверторов 14-16, логи- ческих элементов 17-20 и триггеров 21 и 22 расширяет функциональные возможности устройства. Например, при использовании в качестве объекта 26 вращающегося диска (фиг.2) фоторе- 55 ле обеспечивает информацию не только о скорости, но и о направлении вращения диска. Если после прозрачного

сектора диска световой поток 25 пересекает полупрозрачный сектор, то очередной сигнал напряжения формируется на выходе 24, что свидетельствует о вращении диска против часовой стрелки (фиг.2). Если диск вращается по часовой стрелке, то первым после импульсной паузы формируется сигнал напряжения на выходе 23.

Четкий контроль направления движения механизма, который обеспечивает фотореле, позволяет, в частности, автоматически исключать аварийные .ситуации, связанные с перемещениями механизмов в ложных (нерабочих) направлениях.

Формула изобретения

Фотореле, содержащее фотодиод, анод .которого соединен с общей щи- ной, а катод через первый резистор- с источником постоянного напряжения, первый транзисторный ключ с общим эмнт тером, между базой которого и катодом фотодиода последовательно с вторым резистором включен в обратном направлении первый стабилитрон, второй транзисторный ключ с общим эмиттером, между базой которого и катодом фотодиода последовательно с третьим резистором включен в обратном направлении второй стабилитрон, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей, в него введены конденсатор, три инвертора, три логических элемента И, логический элемент ИПИ-НЕ, два выходных RS-триггера, коллектор первого транзисторного ключа соединен с первыми входами первого и третьего логических элементов И и с первого инвертора, коллектор второго трназисторного ключа соединен с вторым входом первого логического элемента И, с входами второго и третьего инверторов и через конденсатор - с общей шиной, выходы первого и второго инверторов соединены соответственно с первым и вторым входами второго логического элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом третьего логического элемента И и с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ, выход третьего инвертора соедине ; с вторым входом третьего логического элемента И, выход первого логического элемента И соединен

с R-пходами RS-триггеров, выход второго логического элемента И соединен с S-входом первого RS-триггера, выход которого соединен с первым входом логического элемента ИЛИ-НЕ, выход третьег о логического элемента И соединен с S-входом второго RS- триггера, выход KOTopoi o соединен с вторым входом логического элемента

ШТИ-НЕ,

Изобретение относится к импульсной оптоэлектронной технике. Может быть использовано в качестве датчика параметров перемещения рабочих органов в механизмах и магнитах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем избирательной обработки и раздельного вывода информации о регистрируемых световых потоках различной мощности. В устройство, содержащее фотодиод I, общую шину 2, источник 4 постоянного напряженияJ резисторы 3, 7, II, транзисторные ключи: на транзисторе 5 с коллекторной нагрузкой (КН) 6 и на транзисторе 9 с КН 10, стабилитроны 8, 12, для достижения цели введены конденсатор 3, инверторы 14, 15, 16, логические элементы И 17, 18, 19, логический элемент ИЛИ-НЕ 20, RS-триг- геры 21, 22. Фотодиод 1 реагирует на световой поток 25, который пересекается объектом 26 (диск). В каждой зоне диска размещены три сектора о & (Л 25 26 J

Редактор Ю.Середа

Составитель А.Сидоров

Техред И.Попович Корректор И.Муска

Заказ 5031/51Тираж 643. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород,ул.Проектная, 4

фие.2