Фотоэлектрический импульсный датчик Советский патент 1992 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при автоматическом контроле и измерении координатных- перемещений ра1- бочих органов станков и механизмов.

Известен фотоэлектрический импульсный датчик, содержащий корпус с осветителем, фотодиоды, установленные в поворотной втулке, диафрагму с двумя отверстиями, жестко связанную с втулкой, и диск с радиальными прорезями.

Фотодиоды установлены во втулке под острым углом друг к другу, точка пересечения их осей проходит через центр точечного осветителя.

Недостатком данного датчика является сложность его регулировки..

Известен также фотоэлектрический импульсный датчик, включающий корпус, в котором размещены осветитель и поворотная втулка с двумя фотодиодами и диафрагмой с двумя отверстиями, диск с радиальными прорезями, а также элементы регулировки и фиксации втулки.

Нормали фотодиодов к их фоточувствительной поверхности параллельны между собой и оси осветителя.

Так как прорези на диске радиальные, то выполнение их одинаковой ширины по всей длине влечет за собой выполнение промежутков между прорезями разной ширины по их длине (суживающимися к центру диска), и, наоборот, при одинаковой ширине промежутков между прорезями, сами проО

со

00 СЛ

рези должны иметь разную ширину по своей длине.

Возможно также выполнение и прорезей и промежутков между ними разной ширины.

В процессе работы датчика с любым из описанных дисков скважность для разных сигналов получается различной, при этом для отдельных сигналов изменение скважности может превысить допустимое значение погрешности сдвига фаз между сигналами, которая обычно принимается ±15° (электрических градусов).

Это снижает точность работы датчика (врзможен вариант неправильной регистрации сигнала).

Цель изобретения - повышение точности работы датчика.

Указанная цель достигается тем, что в фотоэлектрическом импульсном датчике, содержащем корпус и размещенные в корпусе осветитель, фотодиоды, диафрагму с двумя отверстиями и диск с радиальными прорезями, отверстия в диафрагме расположены на одинаковом расстоянии от центра диска.

Фотодиоды установлены неподвижно в корпусе датчика, а диафрагма выполнена с возможностью регулирования расстояния между отверстиями.

„- Диафрагма выполнена из двух частей, а ее отверстия размещены по одному на каждой части.

Обе части диафрагмы выполнены в виде Пластинчатых пружин.

Корпус выполнен с двумя регулировочными винтами, а диафрагма размещена таким образом, что ее части установлены в контакте с регулировочными винтами.

На фиг. 1 изображена конструкция датчика (без крышек); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - одна из частей диафрагмы.

Датчик содержит корпус 1, в котором установлен осветитель 2 (полупроводниковый световод) и два фотодиода 3.

Нормами фотодиодов к из фоточувствительной поверхности расположены параллельно между собой и оси осветителя.

В корпусе 1 между осветителем 2 и фотодиодами 3 выполнен паз 4. Дополнительно в корпусе по.обе стороныот фотодиодов имеются карманы 5 и б для диафрагмы 7. Сама диафрагма 7 выполнена из двух одинаковых частей, каждая из которых предоставляет собой пластинчатую пружину 8 с отогнутыми шторкой 9 и хвостовиком 10.

На шторках 9 предусмотрены отверстия 11. Диаметр этих отверстий выбран значительна меньшим диаметра фоточувствительной поверхности фотодиодов.

Каждая пружина 8 установлена в свой карман 5, причем шторка 9 заходит в паз 4,

а хвостовик 10 - в карман 6. Оба отверстия 11 расположены на одинаковом расстоянии от центра диска. В корпусе 1 против каждой пружины 8 установлены также регулировочные винты 12.

Диск 13 закреплен на валу контролируемого объекта (не показан). В диске симметрично относительно его центра выполнены сквозные радиальные прорези 14с непрозрачными промежутками 15 между ними.

Осветитель 2 в корпусе 1 закрыт крышкой 16, а фотодиоды 3 крышкой 17.

Фотоэлектрический импульсный датчик работает следующим образом.

При вращении вала контролируемого объекта с насаженным на него диском 13

свет от осветителя 2 через радиальные прорези 14 диска и отверстия 11 в шторках 9 попадает на фотодиоды 3, в которых образуются периодические электрические сигналы.

Затем специальной электрической схемой они преобразуются в две серии сигналов, сдвинутых друг относительно друга на

90°.

Так как отверстия 11 в шторках 9 диафрагмы 7 расположены на одинаковом рас- стоянии от центра диска 13, то ширина и прозрачных 14 и непрозрачных 15 элементов диска, которые проходят между осветителем 2 и фотодиодами 3, для каждого

фотодиода одинаковы, следовательно,

скважность соответствующих сигналов от

обоих фотодиодов будет всегда одинаковой.

При помощи регулировочных винтов 12

расстояние между отверстиями 11 в шторках 9 диафрагмы 7 устанавливают соответствующим шагу радиальных прорезей 14 диска 13, чем обеспечивают сдвиг по фазе между сигналами, равный 90°.

Завинчивая винты 12, сводят обе части

диафрагмы, пружины 8 при этом перемещаются по карманам 5, расстояние между отверстиями 11 уменьшается, при выЁинчивании винтов 12 пружины 8 в силу своих упругих свойств стремятся занять исходное положение и расстояние между отверстиями 11 увеличивается.

. Регулировка расстояния между отверстиями в диафрагме проводится в пределах удвоенной разности между диаметром фо точувствительной поверхности фотодиода и диаметром отверстия в диафрагме.

Конструкция датчика позволяет повысить точность его работы, но, кроме того,

предлагаемое техническое решение дает и дополнительный эффект.

Расположение отверстий в диафрагме на одинаковом расстоянии от центра диска позволяет уменьшить длину продолговатых прорезей в диске, т.е. сделать прорезную часть диска более жесткой, что, в свою очередь, позволяет изготавливать диск с мень шим шагом прорезей.

Дополнительно указанное расположение отверстий позволяет уменьшить высоту паза корпуса под прорезную часть диска, что упрощает конструкцию и снижает стоимость датчика.

Формула изо бретения

1. Фотоэлектрический импульсный датчик, содержащий корпус и размещенные в корпусе осветитель, фотодиоды, диафрагму с двумя отверстиями и диск с радиальными прорезями, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности, отверстия.в

диафрагме расположены на одинаковом расстоянии от центров диска.

2.Датчик по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что фотодиоды установлены неподвижно в корпусе датчика, а диафрагма выполне- на с возможностью регулирования расстояния между отверстиями.

3.Датчик по п. 2, о т л и чаю щи и с я тем, что диафрагма выполнена из двух частей, а ее отверстия размещены по одному на каждой части.

4.Датчик по п. 3, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что обе части диафрагмы выполнены в виде гшастинчатых пружин.

5.Датчик по п, 3, о т ли чающийся тем, что корпус выполнен с двумя регулировочными винтами, а диафрагма размещена так, что ее части установлены в контакте с регулировочными бинтами.

6.Датчик по п. 3, от л и ч а ю щи и с я тем, что части диафрагмы установлены с перекрытием.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при автоматическом контроле и измерении координатных перемещений рабочих органов станков и механизмов. Целью изобретения является повышение точности и надежности определения перемещений. При вращении вала контролируемого объекта с насаженным на него диском 3 свет от осветителя 2 через радиальные прорези 14 диска и отверстия в шторках 9 попадает на фотодиоды 3, которые формируют периодический электрический сигнал. Благодаря расположению отверстий в шторках 9 диафрагмы .на одинаковом расстоянии от центра диска 13, ширина прозрачных 14 и непрозрачных 15 элементов диска, проходя щихмеж- ду осветителем 2 и фотодиодами 3, одинакова, что обеспечивает равенство скважности соответствующих сигналов. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

б-б

гз

Фиг.З

ФигЛ