Цифровой оптоэлектрический датчик линейных перемещений последовательного счета Советский патент 1992 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в системах телеизмерений для измерения линейных перемещений и координаты контролируемого объекта при линейном перемещении относительно точки начала движения.

Цель изобретения - повышение надежности и точности датчика.

Указанная цель достигается тем что цифровой оптоэлектрический датчи линейных перемещений последовательного счета, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов и источник светового излучения, линейку, связываемую с объектом, последовательно соединенные

фотоприемник, усилитель-формирователь и D-триггер одновибратор, вход которого соединен со вторым выходом генератора, а выход соединен с С-входом D-триггера, два элемента И, первые входы которых соединены с 0-выходом D-триггера, и счетчик импульсов, снабжен последовательно соединенными вторыми фотоприемником, усилителем-формирователем и D-тригге- ром, С-вход которого соединен с выходом одновибратора, и двумя дифференцирующими элементами, входы которых соединены соответственно с Q и 0-выходами второго D-триггера, а выходы соединены соответственно со вторыми входами элементов И.

VI

со

CJ

о

ю

VI

Работа датчика обеспечивается при следующих соотношениях между размерами световодов и щелей линейки:

L D;

Ш L + D;

S 2Ш, где L - расстояние между осями световодов;

D - диаметр световодов;

Ш - ширина щелей в линейке;

S - шаг линейки.

На фиг.1 изображены линейка и световоды источника излучения и фотоприемников с указанием размеров; на фиг.2 - структурная схема предлагаемого датчика линейных перемещений.

Датчик содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов и источник 2 светового излучения, линейку 3, связываемую с объектом, два канала: канал счета, включающий последовательно соединенные фотоприемник 4, усилитель-формирователь 5, D-триггер 6, два двухвходовых элемента И 7 и 8, первые входы которых соединены с Овыходом D-триггера 6; канал анализа направления движения, включающий последовательно соединенные вторые фотоприемник 10, усилитель-формирователь 11, D-триггер 12 и две дифференцирующие цепи 13 и 14, вход первой из которых соединен с Овыходом D-триггера 12, а выход - со вторым входом первого элемента И

7,вход второй дифференцирующей цепи 14 соединен с Овыходом D-триггера 12, а выход - со вторым входом второго элемента И

8,счетчик 9 импульсов, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И 7, а второй вход соединен с выходом второго элемента И 8, одновибратор 15, вход которого соединен со вторым выходом генератора 1 импульсов, а выход- с С-вхо- дами D-триггеров 6 и 12.

Таким образом, для анализа направления движения линейки 3, связываемой с объектом, используется переход от неосвещенного состояния второго фотоприемника 10 в освещенное и наоборот. При этом

(для однозначности установления соответствия между такими переходами и направлением движения) схема датчика и необходимые соотношения между размерами световодов и щелей в линейке обеспечивают появление входных сигналов на счетчике импульсов только при освещенном первом фотоприемнике.

К преимуществам предлагаемого датчика следует отнести следующее. Количество каналов обработки сокращается с трех до двух, что повышает надежность датчика. Максимально возможная точность измерения перемещения объекта возрастает в 1,5

раза, поскольку максимально возможная точность определяется минимальным шагом линейки Smin для предлагаемого датчика Smin 2Ш 4D, для прототипа Srmn,f3 (Ш + D) с- 6Д.

Формула изобретения Цифровой оптоэлектрический датчик линейных перемещений последовательного счета, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов и источник светового излучения,линейку, связываемую с объектом, последовательно соединенные фотоприемник, усилитель-формирователь и D-триггер, одновибратор, вход которого соединен со вторым выходом генератора, а выход соединен с С-входом D-триггера, два элемента И, первые входы которых соединены с Овыходом D-триггера, и счетчик импульсов, входы которого соединены

соответственно с выходами элементов И, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности, он снабжен последовательно соединенными вторыми фотоприемником, усилителемформирователем и D-триггером, С-вход которого соединен с выходом одновибратора, и двумя дифференцирующими элементами, входы которых соединены соответственно с Q и Q выходами второго D-триггера, а выходы соединены соответственно со вторыми входами элементов И.

i

фиг Л

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике. Целью изобретения является повышение надежности и точности. На пути световых импульсов, формируемых источником 2 светового излучения, расположена линейка 3, связанная с объектом, снабженная щелями, выполненными с заданным шагом. Световые импульсы воспринимаются фоточувствительными поверхностями фотоприемников 4 и 10 и преобразуются в электрические сигналы, которые претерпевают обработку в канале счета, включающем последовательно соединенные первые фотоприемник 4, усилитель-формирователь 5 и D-триггер 6 и два элемента И 7 и 9, и в канале анализа направления движения, включающем вторые фотоприемники 10, усилитель-формирователь 11 и D-триггер 12 и две дифференцирующие цепи 13 и 15. Положительный эффект достигается путем оптимального выбора геометрических параметров элементов оптического тракта датчика, что позволило уменьшить минимальный шаг линейки 3 и снизить количество необходимых для обработки каналов с трех до двух. 2 ил. (Л С