Фотоэлектронное измерительное устройство Советский патент 1988 года по МПК G01B21/00 

S 9 Ю Ю -/ / /

12

S

(Л

эователя 1 светового луча, отраженного от измеряемого объекта, с помощью разделительных светопроводов 10 определяется засвеченный участок линии входных торцов светопроводов 10, а с помощью сигнальных светопроводов 9 определяется положение светового луча в участке 11. В дискриминаторах

4 и 5 вьщеляются сигналы с засвеченных светопроводов 9 и 10 с максимальными порядковыми номерами, в дешифраторах 6 и 7 сигналы преобразуются в два двоичных кода, которые складываются в сумматоре 8, формируя порядковый номер крайнего из засвеченных сигнальных светопроводов 9. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности, надежности и скорости измерений за счёт преобразования положения светового луча в код. При попадании на входной торец волоконно-оптического преобра

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения размеров объектов.

Цель изобретения - повышение точности, надежности и скорости измерений за счет преобразования положения светового луча в код.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит волоконно-оптический преобразователь 1, фотоприемники 2 и 3, дискриминаторы А и 5, дешифраторы 6 и 7 и сумматор 8. Входные торцы сигнальных и разделительных 9 и 10 светопроводов волоконно- оптического преобразователя 1 размещены в линию с последовательным чередованием сигнальных светопроводов 9 и разделительных светопроводов 10. Линия входных торцов светопроводов состоит из m последовательно расположенных участков 11 с равными количествами п сигнальных и разделительных светопроводов 9 и 10. Все сигнальные светопроводы 9 каждого участка 11 пронумерованы NQ, N,, N,...,N, .

Для каждого из участков 11 выходы сигнальных светопроводов 9 соединены с соответствующими фотоэлементами 12 фотоприемника 2, а все выходы разделительных светопроводов 10 соединены с одним из фотоэлементов 13 фотоприемника 3, причем с этим же фотоэлементом 13 соединен выход сигнального светопровода N. Выходы фотоприемника 3 соединены с входами дешифратора 7 через дискриминатор 5, причем один из выходов дискриминатора 5 соединен с входом дискриминатора 4. Выходы дешифраторов 6 и 7 соединены с входом сумматора 8.

Устройство работает следующим образом.При попадании на входной торец волоконно-оптического преобразовате- ля 1 отраженного от измеряемого объекта светового луча с поперечньи сечением, удовлетворяющим соотношению

2d6dc nd,

где djj - поперечный диаметр отраженного от измеряемого объекта светового луча;

d - диаметр светопроводов волоконно-оптического преобразователя,

одновременно засвечивается более двух торцов соседних светопроводов 9 и 10, по которым световой сигнал поступает соответственно .на фотоприемники 2 и 3.

При засвечивании торцов светопроводов 9, 10 одного участка II на фотоэлементы 12 фотоприемника 2 по сигнальным светопроводам 9 может поступить один или несколько световых сигналов, а на фотоэлементы 13 фотоприемника 3 по разделительным светопроводам 10 поступает только один свето

вой сигнал, с засвеченных фотоэлементов 12 фотоприемника 2 сигналы поступают в дискриминатор 4, где выделяется и подается на дешифратор 6 сигнал с засвеченного фотоэлемента, имеющего наибольший порядковый номер, а с засвеченного фотоэлемента 13 фотоприемника 3 сигнал через дискриминатор 5 поступает в дешифратор 7. Дешифратор 6 преобразует полученный сигнал

в двоичный код, соответствукяций порядковому номеру в участке 11 сиг нального светопровода 9, сигнал с

которого поступил через дискриминатор 4, т.е. с того из засвеченных в участке 11 сигнальных светопроводов 9, который имеет максимальный порядковый номер. Дешифратор 7 преобразует полученный с дискриминатора 5 сигнал в двоичный код, соответствующий порядковому номеру в волоконно- оптическом преобразователе 1 сигнального светопровода 9, который в рассматриваемом участке 11 имеет номер NO и выход которого соединен с фотоэлементом 13 фотоприемника 3. Два двоичных кода, полученные в дешифраторах 6 и 7, поступают на вход сумматора 8, где они арифметически скла дываиотся, в результате чего на выходе сумматора 8 формируется двоичный код, равный максимальному порядковому номеру из засвеченных во всей линии сигнальных светопроводов. При засвечивании световым лучом торцов светопроводов 9 и 10 сразу двух соседних участков 11 на фотоэлементы 12 фотоприемника 2 по сигнальным светопроводам 9 может поступить один или несколько световых сигналов, а на фотоэлементы 13 фотоприемника 3 по разделительным светопроводам 10 и сигнальному светопроводу Ng одного из засвеченных участков 11 поступят два световых сигнала, которые затем поступают в дискриминатор 5, где из них выделяется сигнал с засвеченного фотоэлемента, имеющего наибольший порядковый номер. Одновременно с дискриминатора 5 на вход дискриминатора 4 поступает сигнал запрета на прохождение в схему дис- кримкнатора сигналов с засвеченных фотоэлементов 12 фотоприемника 2, имеющих наибольшие порядковые номера. Количество фотоэлементов 12, прохождение сигналов с которых в дискриминатор 4 запрещается сигналом с дискриминатора 5, для максимального диаметра d светового луча определяется соотношением n/2-l, где п - число сигнальных или разделительных светопроводов 9 и 10 в участке 11. Сигналы с дискриминаторов 4 и 5 поступают в дешифраторы 6 и 7, где преобразуются в двоичные коды, которые затем складываются в сумматоре 8. Следовательно, при попадании светового луча на торцы светопроводов 9 и 10 любых участков 11 волоконно-оптического преобразователя 1 на выходе суммато

0

ра 9 формируется двоичный код, однозначно соответствующий максимальному порядковому номеру из засвеченных в линии сигнальных светопроводов 9 и 10.

Таким образом, при любом положении светового луча на входном торце волоконно-оптического преобразователя 1 конструкция устрсйства обеспечивает однозначность измерительной информации, что повышает надежность работы устройства. С выхода устройства C измерительная информация может считываться непрерывно с требуемой скоростью или в заданные моменты времени. Погрешность фиксации светового луча составляет половину дискреты волоконно-оптического преобразователя 1 и равна диаметру одного светопровода, что значительно повышает точность измерения .

5 Формула изобретения

Фотоэлектронное измерительное устройство, содержа21ее волоконно-оптический преобразователь с сигнальными и разделительными cвeтoпpoвoдa п, первый и пторой фотоприемники и дешифраторы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, надежности и скорости измерений, оно снабжено первым и вторым дискриминаторами и сумматором, входные торцы светопроводов размещены в линию с последовательным чередованием сигнального и разделительного светопроводов и объединены в m последовательно расположенных участков, каждый из которых содержит по п сигнальных и разделительных светодиодов, первый фотоприемник выполнен к виде п-1 фо- 5 тоэлементов, второй выполнен в виде m фотоэлементов, для каждого из участков выходы сигнальных светопроводов соединены с соответствукщими фотоэлементами первого фотоприемника, а все выходы разделительных светопроводов - с одним из элементов второго фотоприемника, с которым соединен выход первого сигнального светопровода участка, выходы первого и второго фотоприемников соединены с входами первого и второго дискриминаторов соответственно, один из выходов второго дискриминатора соединен с входом первого дискриминатора, входы сумматора сое0

5

0

0

5

5 1420363 ; 6

динены с выходами первого и второго ны с выходами первого и второго дис- дешифраторов, входы которых соедине- криминаторов соответственно.