УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА Советский патент 1973 года по МПК G01B11/00 

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при измерении перемещения подвижных частей стапков, испытательных машин и других устройств.

Известно устройство для измерения перемещения объекта, содержащее корпус и расположенные в нем источник света, диафрагму с прямоугольным отверстием, связываемую с перемещаемым объектом шторку, рабочий край которой перекрывает отверстие диафрагмы, и фотоэлектрический преобразователь. Световой поток от источника света через отверстие в диафрагме попадает на преобразователь световой энергии.

В процессе перемещения происходит изменениеплощадв-поперечного сечения св-етового потока, падающего на нреобразователь, за счет различной степени перекрытия подвижной шторкой отверстия в диафрагме, что вызывает измепение выходного электрического сигнала.

Получение различных пределов измерения перемещения в известном устройстве достигается изменением площади отверстия в диафрагме путем изменения его размеров или неполным использованием отверстия вследствие перемещения щторки не на полную щирину отверстия, а только на часть ее.

Педостатками указанного устройства являются незначительное изменение пределов измерения, а также то, что при изменении этих пределов изменяется использование активной площади преобразователя света вследствие различной площади отверстий в диафрагме, соответствующих различным пределам измерения. Это ведет к изменению величины выходного электрического сигнала, соответствующего пределу измерения, и к изменению характеристик фотоэлектрической схемы измерения и требует проведения тарировки или дополнительной настройки.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых перемещений, диафрагма выполнена установочно-поворотной относительно оптической оси устройства, а угол между рабочим краем шторки и направлением перемещения равен углу установки края отверстия диафрагмы по отнощению к направлению перемещения. Кроме того, для обеспечения постоянной характеристики светового потока при изменении диапазона измерения, источник света и фотоэлектрический преобразователь выполнены установочно-поворотными совместно с диафрагмой относительно оптической оси устройства.

На чертеже показано предлагаемое устройство, общий вид.

Оно содержит светонепроницаемый корпус 1, источник 2 света, создающий равномерный

световой поток, непрозрачную плоскую диафрагму 3 с прямоугольным отверстием 4, плоскую шторку 5 и преобразователь 6, преобразующий световой сигнал в электрический.

Шторка 5 расположена в непосредственной близости от диафрагмы 3, в параллельной ей плоскости. Шторка соединена с объектом, например, с подвижной частью машипы. Для прохода шторки в корпусе выполнено щелевидное отверстие 7. Корпус установлен на неподвижных частях машины. Положение шторки относительно отверстия диафрагмы определяет количественно световой поток, проходяш,ий через это отверстие.

Стрелки на чертеже указывают направление перемеш,ения объекта. Угол между рабочим краем шторки и направлением перемеш,ения равен углу установки края отверстия диафрагмы по отношению к направлению перемеш,ения и обозначен а.

Устройство работает следуюш,им образом.

Перед началом измерения диафрагма 3 устанавливается относительно шторки 5 так, что рабочие края 8 отверстия 4 параллельны прямолинейному рабочему краю 9 шторки, а световой поток, проходяш,ий через отверстие 4- максимальный или минимальный в зависимости от направления движения шторки 5. При движении последней относительно диафрагмы изменяются степень перекрытия отверстия 4 и световой поток, проходяш,ий от источника света к преобразователю 6.

Между степенью открытия отверстия и перемещением шторки в направлении движения, указанном стрелками, существует зависимость, определяемая перемещением шторки и углом наклона рабочего края 9 шторки.

Для полного перекрытия отверстия эта зависимость выражается формулой:

f

г

sin а

где: L - полное возможное п-еремещение шторки в направлении движения, мм (см, м)

b - ширина отверстия, мм (см, м); а - угол между рабочим краем шторки

и направлением движения, град. Зная ширину отверстия b и предел измерения L, можно определить угол наклона рабочего края шторки и расположить соответствующим образом диафрагму.

Изменяя угол наклона рабочего края шторки (например, путем установки сменных шторок с разными углами наклона рабочего края), можно изменять пределы измерения переме5 щения при неизменных форме и величине отверстия. Диафрагма должна быть расположена так, чтобы рабочие края отверстия были параллельны рабочему краю шторки. Ориентирование краев отверстия диафраг0 мы относительно рабочего края шторки может быть осушестБлено путем поворота диафрагмы 3 относительно оптической оси 10 устройства. При повороте диафрагмы возможно количественное изменение светового потока, падающего на преобразователь, вследствие имеющейся неравномерности светового потока по поперечному сечению его. Это ведет к изменению характера зивисимости «перемещение -

0 выходной сигнал и требует дополнительной тарировки системы измерения.

Для предотвращения этого источник света и преобразователь света выполнены поворотными совместно с диафрагмой 3 относительно оптической оси датчика и при повороте остаются неподвижными по отношению друг к другу и к световому потоку.

Предмет изобретения

1.Устройство для измерения перемещения объекта, содержащее корпус и расположенные в нем источник света, диафрагму с прямоугольным отверстием, связываемую с перемещаемым объектом шторку, рабочий край которой перекрывает отверстие диафрагмы, и фотоэлектрический преобразователь, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых перемещений, диафрагма выполнена установочно-поворотной относительно оптической оси устройства, а угол между рабочим краем шторки и направлением перемещения равен углу установки края отверстия диафрагмы по отношению к направлению перемещения.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения постоянной характеристики светового потока при изменении диапазона измерения, источник света и фотоэлектрический преобразователь выполнены установочно-поворотными совместно с диафрагмой относительно оптической оси устройства.

д