Устройство для измерения линейной плотности волокнистого материала Советский патент 1987 года по МПК D01G23/06 

К - постоянный коэффициент., Разность Л между сигналами фотоэлементов 4 и 5 (сигналы - напряжения пропорциональны сопротивлениям фотоэлементов)

(Х.а) +a)j где а - расстояние между соседними фотоэлементами. Разность В между сигналами фотоэлементов 6 и 5 имеет

вид В (Х+2аЯ -(Х+а) . Величина

имеет вид f (+а) (2ayi+

КФ

равн а . Величина С не КФ

зависит от расстояния между фотоэлементами и объектом измерения, а за1

Изобретение относится к измерительной технике текстильной и легкой промьшшенности.

Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения погрешности измерения от нестабильности расстояния между материалом и приемником излучения.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно расположенные источник 1 излучения, фокусирующую линзу 2, инфракрасный светофильтр 3 и приемник излучения, состоящий из точечных фотоэлементов 4-6, установленных последовательно в направлении оптической оси источника 1 излучения на равном расстоянии о один от другого. Выход среднего фотоэлемента 5 через удвоитель 7 сигнала связан с инвертирующим входом сумматора 8, неинвертирующие входы которого подключены к выходам крайних фотоэлементов 4 и 6,

Устройство работает следующим образом.

Луч света, сформированный с помощью источника 1 излучения фокусирующей линзы 2 и инфракрасного светофильтра 3, направляется на объект измерения (волокнистый материал), Рассеянный объектом измерения свет, распространяющийся в основном в направлении основного зондирующего пучвисит только от величины Ф , т.е. от величины линейной плотности объекта. При этом для получения такого результирующего сигнала необходимо из суммы выходных сигналов фотоэлементов 4 и 6 вычесть сигнал фотоэлемента 5, поскольку А Rj-R, , -AwRg-2Rj+R,, где R, R, R - со- ответственно сопротивления фотоэлементов 4,5 и 6, Для вычисления величины С, пропорциональной линейной плотности материала, используются удвоитель 7 сигнала и сумматор 8. 1 ил о

ка, попадает на фотоэлементы 4-6. Сигнал с фотоэлемента 5 удваивается по величине удвоителем 7 и подается на инвертирующий вход сумматора 8, на неинвертирующие входы которого подаются сигналы с фотоэлементов 4 и 6. Выходной сигнал сумматора 8 при этом зависит от линейной плотности объекта измерения, но не зависит от расстояния между объектом измерения и фотоэлементами. Последнее объясняется следующим.

Сопротивление R точечного фотоэлемента, воспринимающего рассеянный объектом измерения свет, как от вторичного источника, в общем случае описывается формулой 1

R

2L.

КФ

25

где X - расстояние от объекта измерения (вторичного источник) до фотоприемника;

Ф - световой поток вторичного источника j

К - постоянньй коэффициент, 30 Из формулы следует, что сопротивление точечного фотоэлемента (например, фотодиода) пропорционально квадрату расстояния от объекта измерения до фотоэлемента. При этом разность А между сигналами фотоэлементов 4 и

35

5 (сигналы в данном случае - напряжения, которые пропорциональны сопротивлениям фотоэлементов, так как они; соединены последовательно с источником тока) имеет вид

А {(X+a) (2aX4aO,

КР

где а - расстояние между фотоэлементами 4 и 5 и 5 и 6, t

Разность В между сигналами фотоэлементов 6 и 5 имеет вид

(Х+2а)2-(Х+а)Ч

JL

КФ

(2аХ+За2)

Разность - А имеет вид

г- - 2я2 С- 2а .

10 Устройство для измерения линейной плотности волокнистого материала, содержащее последовательно расположенные источник излучения, фокусирующую линзу, инфракрасный светофильтр, при 15 емни1Г излучения и блок обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения погрешности измерения от нестабильности расстояния между 20 материалом и приемником излучения, приемник излучения выполнен в виде трех точечных фотоэлементов, расположенных последовательно в направлении оптической оси источника излучения

Как видно из последней формулы, величина С не зависит от расстояния между фотоэлементами и объектом измерения, а зависит только от величины ф, т.е. от линейной плотности контро- равном расстоянии один от другого, а лируемого материала. При этом для по- . блок обработки сигнала состоит из удвоителя сигнала и сумматора, при этом выходы крайних точечных фотоэлементов подключены к соответствующим не- 30 инвертирующим входам сумматора, инвертирующий вход которого через удвоитель сигнала связан с выходом средлучения такого результирующего сигнала необходимо из суммы выходных сигналов фотоэлементов 4 и 6 вычесть удвоенный сигнал фотоэлемента 5, поскольку A -Rj-R, , С В-А - . R -2Rj+R, где R, Rj-, R - сопротивления фотоэлементов 4,5 и 6 соот-

него точечного фотоэлемента.

Редактор И.Горная Заказ 4020/23

Составитель Б.Кисин Техред ;Л.Сердюкова

Корректор Л

Тираж 427Подписное

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 .

;

1335585 .4

ветственно. Последняя операция выполняется удвоителем 7 и сумматором 8. Данная обработка эквивалентна двукратному дифференцированию сигнала фотоприемника по параметру расстояния.

Формула изобретения

10 Устройство для измерения линейной плотности волокнистого материала, содержащее последовательно расположенные источник излучения, фокусирующую линзу, инфракрасный светофильтр, при 15 емни1Г излучения и блок обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения погрешности измерения от нестабильности расстояния между 0 материалом и приемником излучения, приемник излучения выполнен в виде трех точечных фотоэлементов, расположенных последовательно в направлении оптической оси источника излучения

равном расстоянии один от другого, а . блок обработки сигнала состоит из удвоителя сигнала и сумматора, при этом выходы крайних точечных фотоэлементов подключены к соответствующим не- 0 инвертирующим входам сумматора, инвертирующий вход которого через удвоитель сигнала связан с выходом среднего точечного фотоэлемента.

Корректор Л.Пилипенко

Изобретение относится к измерительной технике текстильной и легкой промышленности и позволяет повысить точность путем уменьшения погрешности измерения от нестабильности расстояния- между материалом и приемником излучения. Луч света „ Сформированный с помощью источника 1 излучения, фокусирующей линзы 2 и инфракрасного фильтра 3, направляется на объект измерения (волокнистый материал). Сопротивление R каждого точечного фотоэлемента 4, 5 tt- 6, воспринимающего рассеянный материалом свет,описывается формулой Х2 R -jT, где X - расстояние от объекта измерений до фотоэлемента ф - световой поток, прошедший через объекту а. & 0$ъекгп измерения 00 00 сд ел 00 сд - вых