Датчик линейной плотности волокнистого материала Советский патент 1982 года по МПК D01G23/06 

Изобретение относится к автоматическим устройствам для измерения плотности волокнистых материалов и может быть использовано в измерительных системах и автоматических ус ройствах регулирования линейной плот нести волокнистых материалах в производствах текстильной промышленности.. Известен датчик линейной плотности волокнистого материала, содержащий источник излучения, фоточувствительный элемент и усилитель ij. Недостатком известного датчика, дающего аналоговый сигнал, является нелинейность характеристики в соответствии с законом ослабления потока излучения от плотности волокнистого (Материала. Целью изобретения является повышение качества формирования выходного сигнала путем линеаризации выходной характеристики датчика. Поставленная цель достигается тем, что усилитель выполнен дифференциальным, его инвертирующий и неинвертирующий входы через резисторы соединены с общей шиной питания и, соответственно, посредством фотрчувствитёльного элемента и конденсатора с выходом дифференциального усилителя. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого датчика. Датчик линейной плотности материала содержит источник 1 излучения и фоточувствитеяьный элемент - фоторезистор 2, установленные так, чтобы излучение источника 1 света попадало на фоторезистор 2, после того, как оно прошло через волокнистый материал 3 например через чесальную ленту текстильной машины. Кроме того, датчик содержит дифференциальный усилитель с инвертирующим 5 и неинвертирующим 6 входами, резисторы 7

и 8, подключенные параллельно входам 5 и 6 к общей шине, и конденсатор 9, включенный между входом 6 и выходом усилителя Ц, Фоточуастви тельный элемент 2 подключен ко вхо ду 5 и выходу усилителя А. Датчик содержит также блок 10 измерения временных интервалов, включающий интегрирующее звено, которое состоит из резистора 11 и конденсатора 12. Параллельно конденсатору 12 включен диод 13. Вход блока 10 подключен к выходу усилителя , а выход интегрирующего звена является выходом датчика линейной плотности.

Датчик линейной плотности волокнистого материала работает следующим образом.

При подаче питания на дифференциальный усилитель kf входы которого шунтированы резисторами 7 и 8, в цели положительной обратной связи включен конденсатор 9, а в цепи отрицательной обратной связи включен фоточувствительный элемент - фоторезистор 2, на его выходе образуются релаксационные колебания, представляющие собой последовательность знакопеременных прямоугольных импульсов, период повторения которых определяется параметрами элементов схемы т.е. резисторов 7, 8, конденсатора 9 и фоторезистора 2.

Как известно, люкс-амперная характеристика фоторезистора имеет значительный линейный участок, на котором ток через фоторезистор прямо пропорционален интенсивности падающего на него излучения. Таким образом, в случае включения фоторезистора 2 между инвертирующим входом 5 и выходом усилителя Ц при освещенности, находящейся в пределах линейного участка люкс-амперной характеристики, и при выборе величины сопротивления резистора 7 значительно меньшей, чем минимальная величина сопротивления фоторезистора 2, можно считать, что период повторения импульсов на выходе усилителя Ц прямо пропорционален логарифму интенсивности излучения, падающего на фоторезистор 2, Поскольку, как известно, интенсивность излучения, прошедшего через волокнистый светорассеивающий материал 3 изменяется в зависимосJTM ОТ линейной плотности материала по экспоненциальному закону, период повторения импульсов на выходе усилителя изменяется пропорционально изменению линейной плотности материала 3Импульсы одного знака, формируемые на выходе усилителя k, через резистор 11 заряжают конденсатор 12 интегрирующего звена, в то время как импульсы другого знака закорачиваются диодом 13. При соответствующем выборе сопротивления резистора 11 напряжение на конденсаторе 12, т.е. на выходе датчика, изменяется пропорционально длительности импульсов, формируемых на выходе усилителя , т.е. пропорционально периоду повторения указанных импульсов, а, следовательно, и пропорционально линейной плотности материала 3.

Вместр фоторезистора 2 в схеме датчика может быть использован также фотодиод, работающий в фоторезисторном режиме.

Использование предложенного датчика линейной плотности волокнистого материала позволяет подключать к нему вторичные приборы с линейной шкалой и облегчает его согласование с регулирующими устройствами.

Формула изобретения

Датчик линейной плотности волокнистого материала, содержащий источник излучения, фоточувствительный элемент и усилитель,отличающий с я тем, что, с целью повышения качества формирования выходного сигнала путем линеаризации выходной характеристики датчика, усилитель выполнен дифференциальным, его инвертирующий и неинвертирующий входы через резисторы соединены с общей шиной питания и, соответственно, посредством фоточувствительного элемента и конденсатора - с выходом дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Хавкин В.П. и др. Автоматический контроль и регулирование развеса текстильных материалов. М., 1975.

ь

в

//

Hi -C

i

Т т