Фотоэлектрический датчик перемещений Советский патент 1977 года по МПК G01B11/00 

1

Изобретение относится к фотоэлектрическому контролю и может быть использовано в устройствах, требующих безконтактного измерения перемещения

Известен фотоэлектрический датчик перемещений, содержащий светодиоды, фотодиоды, работающие в качестве светоприемников, шторку, расположенную между светодиодами и фотодиодами, и исполнительно-регулирующее устройство 11.

Недостаток этого датчика - малая надежность. При выходе из строя любого светодиода или фотодиода нарушается его работа. Кроме того, в датчике невозможна подрегулировка его нулевого сигнала без изменения взаимного расположения светодиодов и фотодиодов

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является устройство, содержащее источник переменного напряжения, два светодиода, подключенных к источнику, два фотодиода, шторку с прорезью между светодиодами и фотодиодами и усилительно-суммирующий блок. Выходные сигналы фотодиодов суммируются для обеспечения независимости их от бокового движения измеряемого предмета 2.

Однако указанный датчик также недостаточно надежен. Выход из строя любого из четырех фотодиодов приводит к отказу. Кроме того, датчик обладает низкой точностью, так как фотодиоды работают в .фотодиодном режиме, что не позволяет производить измерения в области малых перемещений.

Цель изобретения - повышение точности измерении и надежности.

Для этого в датчике используют два опорных фотодиода, в шторке выполнена вторая прорезь, а усилительно-суммирующий блок состоит из двух усилителей постоянного тока с отрицательной обратной связью, фотодиоду подключены последовательно согласно, средняя точка их соединения подключена к заземленной шине источника, вторые концы фотодиодов подключены к входам усилителей, а выход каждого усилителя соединен с общей нагрузкой.

На чертежесхематично изображен предлагаемый датчик.

Фотоэлектрический датчик перемещений содержит светодиоды 1 и 2, шторку 3 с двумя прорезями, регулирующую уровень засветки фотодиодов 4 и 5 и расположенную между светодиодами и фотодиодами, усилители 6 и 7 постоянного

тока (УПТ), усиливающие сигналы фотодиодов, точк-и 8 и 9 суммирования токов, в которых складываются токи фотодиодов и обратной связи УПТ, сопротивления 10-13 обратных связей, соединяющие выход каждохо УПТ с его входом режимные сопротивления 14 и 15 усилителей. Усилители постоянного тока совместно с отрицательными обратными связями образуют две системы 16 и 17 ав томатической стабилизации режима работы фотодиодов, подключенные к общей нагрузке 18.

Предлагаемый датчик работает следующим образом.

Излучение от светодиодов 1 и 2, запитанных напряжением прямоугольной формы, через шторку 3 попадает на два фотодиода 4 и 5, работающие в вентильном режиме. Каждый фотодиод включен на вход соответствующего УПТ, т.е. в точках 8 и 9 систем 16 и 17, Сигналы с выходов УПТ через сопротивления 10 и 11, 12 и 13 в противофазе подаются обратно на фотодиоды. При помощи сопротивлений 10-13 выбирается необходимая глубина обратной связи каждой системы автоматической стабилизации. С выхода каждого УПТ через сопротивления 14 и 15 сигналы поступают на нагрузку датчика. На нагрузке выделиется выходной сигнал датчика 19, пропорциональный перемещению шторки 3. Сигнал, поступающий с фотодиода в точку суммирования системы автоматической стабилизации, отрабатывается до величины статистической ошибки. Следовательно, на фотодиодах напряжение всегда будет поддерживаться близким к нулю, что обеспечивает линейную зависимость выходного напряжения и его стабильность.

Изменяя коэффициент, усиления УПТ, можно производить подрегулировку выходного напряжения без изменения положения светодиодов и фотодиедов. При выходе из строя одного из светодиодов или фотодиодов да1чик продолжает работать.

Формула изобретения

Фотоэлектрический датчик перемещений, содержащий источник переменjjorp напряжения, два светодиода, подключенных к источнику, два фотодиодашторку с прорезью между светодиодами и фотодиодами и усилительно-суммирующий блок, отличающий.ся тем, что, с целью повышения точности измерений и надежности, в шторке выполнена вторая прорезь, а усилительно-суммирующий блок выполнен в виде двух усилителей постоянного тока с отрицательной обратной связью, фотодиоды подключены последовательно согласно, средняя точка их соединения подключена к заземленной шине источника, вторые концы фотодиодов подключены к входам усилителей, а выход каждого усилителя соединен с общей нагрузкой .

Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе:

1 . Авторское свидетельство СССР № 264191, кл. С 08 С 9/06, 19692. Патент Франции № 2162878, кл. G 01 В 11/00, 1973.

ъл

%.