Фотоэлектрический датчик линейных перемещений Советский патент 1990 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к измерительной технике и мoжet быть использовано для измерения линейных перемещений.

Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности измерения перемещения объектов, не имеющих оси симметрии.

На фиг. 1 приведена функциональная схема датчика; на фиг, 2 - зависимости сигналов в разных точках датчика от величины перемещения.

Фотоэлектрический датчик линейных перемещений содержит фотоэлектрический преобразователь 1, выполненный в виде оптически связанных источника 2 излучения, первого фотоприемника 3 и второго фотоприемника 4, установленных на одной линии параллельно друг другу таким образом, что расстояние между первым фотоприем- нйком 3 и источником 2 излучения меньше расстояния между вторым фотоприемником 4 и источником 2 излучения, последовательно соединенные первый источник 5 опр.рно- го напряжения, управляемый делитель 6 напряжения и первый усилитель 7, выход которого соединен с входом источника 2 излучения, последовательно соединенные второй усилитель 8,вход которого соединен с выходом первого фотоприемника 3, и суммирующий интегратор 9, выход которого со: единен с управляющим входом делителя 6 напряжения, второй источник 10 опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом суммирующего интегратора 9, и третий усилитель 11, вход которого соединен с выходом второго фотоприемника 4, выход является выходом датчика.

Датчик работает следующим образом. Поток излучения, создаваемый источником 2 излучения (излучателем), отражается от перемещающейся поверхности и поступает на входы первого 3 и второго 4 фото- приемников. Сигнал, пропорциональный величине перемещения, с выхода второго фотоприемника 4 усиливается третьим усилителем 11 и с его выхода поступает на выход датчика. Для исключения влияния на результаты изг рения коэффициентов отражения поверхности (К1) и пропускания среды (К2), в которой распространяется излучение, излучатель 2 и первый фотоприемник 3 через усилители 7 и 8, суммирующий интегратор 9, управляемый делитель 6 напряжения и источники 5 и 10 опорного

напряжения замкнуты в систему автоматического регулирования интенсивности потока излучения, которая обеспечивает постоянный уровень напряжения на выходе первого фотоприемника 3, что исключает влияние на результаты измерения внешних

факторов: коэффициента К1 и коэффициента К2. Для пояснения процесса формирования

5 сигнала на выходе датчика на фиг. 2 представлен ряд экспериментальных зависимостей:

I - зависимость величины сигнала А на выходе второго усилителя 8 от расстояния

10 до перемещающейся поверхности в случае разрыва обратной связи в системе регулирования, т.е. связи с выхода суммирующего интегратора 9 на вход управляемого делителя 6 напряжения;

15 II - зависимость величины сигнала А на выходе третьего усилителя 11 от расстояния до перемещающейся поверхности также для случая разрыва обратной связи в системе регулирования (видно, что при уменьше20 НИИ расстояния сигнал, как и в предыдущем случае, сначала растет, а затем при расстоянии I, сравнимом с расстоянием 12, т.е. расстоянием между излучателем 2 и вторым фотоприемником 4, начинает уменьшаться);

25111 - зависимость величины сигнала А

АО на выходе второго усилителя 8 от перемещения (величина сигнала постоянна, что обеспечивается цепью автоматического регулирования);

30IV - зависимость выходного сигнала

датчика, т.е. сигнала на выходе третьего уси- . лителя 11, от.перемещения.

35

Формула изобретения

Фотоэлектрический датчик линейных перемещений, содержащий фотоэлектрический преобразователь, выполненный в виде оптически связанных источника излучения и

0 первого и второго фотоприемников, последовательно соединенные первый источник опорного напряжения, управляемый делитель напряжения и первый усилитель, выход которого соединен с входом источника излу5 чения, второй усилитель, вход которого соединен с выходом первого фотоприемника, и третий усилитель, вход которого соединен с выходом второго фотоприемника, отличающийся тем, что, с целью расширения

0 области применения, он снабжен суммирующим интегратором, первый вход которого соединен с выходом второго усилителя, выход соединен с управляющим входом делителя напряжения, и вторым источником

5 опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом суммирую.щего интегратора, второй фотоприемник оптически связан с источником излучения и установлен параллельно первому фотоприемнику и источнику излучения на одной линии так.

4to расстояние между первым фотоприемником и источником излучения меньше расстояния между вторым фотоприемником и источником излучения.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности измерения перемещения объектов, не имеющих оси симметрии. Фотоэлектрический датчик линейных перемещений содержит источник 2 излучения, поток излучения от которого, отразившись от перемещающейся поверхности, поступает на первый 3 и второй 4 фотоприемники. Сигнал, пропорциональный величине перемещения, с выхода второго фотоприемника 4 усиливается усилителем 11 и поступает на выход датчика. Для исключения влияния на результаты измерения коэффициентов отражения поверхности и пропускания среды источник 2 излучения и первый фотоприемник 3 через усилители 7,8, суммирующий интегратор 9, управляемый делитель 6 напряжения и источники 5,10 опорного напряжения замкнуты в систему автоматического регулирования интенсивности потока излучения, которая обеспечивает постоянный уровень напряжения на выходе первого фотоприемника 3. 2 ил.

иг.2