Дифференциальный фотоэлектрический датчик линейных перемещений Советский патент 1986 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к измерительной технике,а именно к устройствам для измерений линейных перемеще ний объектов, в частности вращающихся вапов. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет контроля процесса преобразования перемещения в электрический.сигнал. На чертеже представлена функциональная схема датчика. Датчик содержит первый фотоэлектрический преобразователь 1, содержащий источник 2 излучения, фотопрйемник 3, второй фотоэлектрический преобразователь 4, содержащий источник 5 излучения, фотоприемник 6, первый 7 и второй 8 усилители, источник 9 опорного напряжения, первый 10 и вто рой 11 блоки вычитания, блок 12 срав нения, первый 13 и второй 14 блоки памяти и блок 15 суммирования. Источ ники 2 и 5 излучения и фотоприемники 3 и 6 первого 1 и второго 4 фотоэлек трических преобразователей оптически связаны один с другим Выходы фотоприемников 3 и 6 соединены с входами усилителей 7 и 8 соответственно, выходы усилителей 7 и 8 связаны с вторыми входами блоков 10 и 11 вычитания, первые входы которых подключены к источнику 9 опорного напряжения. Выходы блоков 10 и 11 вычитания соединены с входами блока 12 сравнения, выход которого, являющийся контрольным выходом датчгпса, подключен к вто рым входам первого Пи второго 14 блоков памяти, первые входы которых соединены соответственно с выходами первого 7 и второго 8 усилителей, вы ходы блоков 13 и 14 памяти соединены с первым и вторым входами блока 15 суммирования, выход которого являетс измерительным выходом датчика. Дифференциальный фотоэлектрический датчик линейных перемещений рабо тает следующим образом. В исходном состоянии расстояния от каждого из фотоприемников 3 и 6 до объек та равны, при этом на выходе каждого из усилителей 7 и 8 устанавлиЕ1ается сигнал Х . Такое же значение сигнала необходимо установить и зафиксировать на выходе источника 9 опорного напряжения. При перемещении объек та по направлению, например, к фотоприемнику 3 расстояние между ними уменьшится настолько, насколько увеличится расстояние между объектом и фотоприемником 6. На выходе усилителей 7 и 8 при этом появятся сигналы .соответст-венно Хо + (X +4x0 и Хо - (X +йХ2), где йХ( и 4Xi - ошибки преобразования перемещения в электрический сигнал, обусловленные неточностью изготовления объекта или неравномерностью коэффициента отражения его поверхности. Эти сигналы поступают на первые входы первого 10 и второго 11 блоков вычитания, с выходов которых сигналы X+iX1 иХ +iX2 подаются на входы блока 12 сравнения. Если эти сигналы отличаются между собой на величину и X , меньшую заранее заданной некоторой величины J , то на выходе блока 12 сравнения присутствует высокий уровень напряжения, который, поступая на первые входы блоков 14 памяти. 13 и 14 памяти, приводит к занесению информации, поступающей на их вторые входы с усилителей 7 и В. Таким образом, при высоком уровне напряжения на выходе блока 12 сравнения на входах блока 15 суммирования присутствуют сигналы Х(,(Х + ЛХ1) и X - (X +йХ 2), а на его выходе сигнал, равный X -f (X +ДХ1) - (X + ) 2Х + л Х1 - flX2 2Х +6, где S - ошибка, заранее заданная как угодно малая величина. В случае, если разность (К +ДХ1) - (X +йХ2) превышает величину 8 , на выходе блока 12 сравнения и на контрольном выходе датчика появляется низкий уровень сигнала, который запрещает занесение информации в блоки 13 и 14 памяти, поступающей на их первые входы, вследствие чего на выходах блоков 13 и 14 памяти и выходе блока 15 суммирования сохраняется значение сигнала, присутствовавшее до прихода низкого уровня напряжения на вторые входы блоков 13 и 14 памяти. Кратковременное появление низкого уровня на контрольном выходе свидетельствует о наличии единичной ошибки, а постоянное его присутствие - о неисправности элементов схемы источников 2 или 5 оптическог5 излучения, фотоприемников 3 или 6, усилителей 7 или 8. Формула изобретения Дифференциальный фотоэлектрический датчик линейных перемещений, содержащий два фотоэлектрических преобразователя, включающих оптически свя.эанные источник излучения и фотоприемник, предназначенные для симметрич ного расположения относительно объек та контроля, первый и второй усилители, блок суммирования, причем выходы фотоприемников первого и второг фотоэлектрических преобразователей связаны с входами первого и второго усилителей соответственно, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, он снабжен источниками опорного напряже ния, первым и вторым блоками вычитаНИН, блоком сравнения, первым и вторым блоками памяти, выход источника опорного напряжения соединен с пер774БЫКИ входами первого и второго блоков вычитания, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход которого, являющийся контрольным выходом датчика, подключен к вторым входам первого и второго блоков памяти, первые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей и с вторыми входами первого и второго блоков вычитания, выходы первого и второго блоков памяти соединены с первым и вторым входами блока суммирования, выход которого является измерительным выходом датчика, при этом блок суммирования выполнен в виде дифференциального усилителя,

Изобретение относится к области измерительной техники и касается измерения линейных перемещений вращающихся валов. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет контроля процесса преобразования перемещения в электрический сигнал. При смещении объекта на выходах усилителей 7 и 8 появляется сигнал, содержащий ошибку преобразования. При помощи блоков 10 и 11 вычитания и блока 12 сравнения определяется величина допущенной ошибки, при превышении заданного значения которой на контрольном выходе датчика появляется сигнал, свидетельствующий о неисправности элементов схемы, 1 ил. (Л С