Устройство для измерения линейной скорости вращательного движения Советский патент 1983 года по МПК G01P3/36 

(5) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ СКОРОСТИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при измерении скорости угловых перемещений объектов.

Известно устройство, содержащее корпус, в котором размещены подвижно и неподвижно установленные втулки, фотоприемники, установленные в подвижной втулке, оси которых расположены под острым углом одна к другой, а точка пересечения проходит через центр точечного осветителя, размещенного в неподвижной втулке, диафрагму, жестко закрепленную на подвижной втулке, и кодовый диск, расположенный между осветителем и фотоприемниками 1.

Известное устройство сложно в изготовлении, требует точной механической регулировки и обладает вследствие этого низкой надежностью. Кроме того, при измерении скоростей, меньших 20-30 м/ч, оно не обеспечивает

требуемой точности, а форма импульсов от обоих фотоприемников неодинакова, вследствие разной скорости прохождения фотоприемников мимо прорези.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее источник света, размещенные вдоль одной оси фотоприемники и установленный между источником и фотоприемниками

10 кодовый диск с расположенными равномерно по окружности прорезями. При этом фотоприемники установлены вдоль линии, проходящей под углом к радиусу диска и размещены на -одном угловом де лении диска С }.

При вращении вала освещенность фотоприемников, установленных на пути светового потока от источника света, последовательно падающего на фото20приемники через радиальную прорезь, прерывается диском.

Указанное устройство позволяет получить достаточное количество импульсов .8 единицу времени для обеспечения требуемой точности, что расширяет возможности его применения. Однако оно не позволяет получить одинаковые по форме, скважности и равномерности следования электрические импульсы вследствие разной линейной скорости прохождения прорези мимо разных фотодатчиков, что создает значительные т{эудности при дальнейшем их преобразовании и снижает точность измерений. Кроме того, оно не исключает необходимость точной механической регулировки при его установке и настройке. Цель изобретения - повышение томности измерения скорости медленно вращающихся изделий и упрощения конструкции устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройстве, содержащем источник света, размещенные вдоль одной оси фотоприемники и установленный между источником света и фотоприемниками кодовый диск с расположенными рабномерно по окружности прорезями, ось фотоприемников установлена параллельно радиусу кодового диска, кривизна прорезей которого определяется соотношением где г - текущий -радиус точки края прорезиj k - число прорезей; N число фотоприемниковi h - расстояние между соседними фотоприемникам и j Гд - радиус, соединяющий центр кодового диска с ближайшим фотодатчиком; Ч - угол между г и г, и выбрана из условия, что отношение разности радиусов, соединяющих цент кодового диска с любыми двумя точка ми края прорези, t( углу между этими радиусами является постоянным. На фиг. 1 изображено устройство преобразования вращательного движен в электрические импульсы; на фиг. 2 кодирующий диск-, на фиг. 3 схема обработки сигналов фотодатмиков-, на фиг. 4 - временная диаграмма, поясн ющая фазы преобразования сигналов устройствами преобразования, В корпусе 1 размещен непрозрачны кодовый диск 2 на оси 3 (трибе), им щей зубчатое зацепление с зубчатым колесом 4, расположенным на оси 5, на которой жестко закреплено колесо 6. инза 7 расположена между точечным источником 8 света и щелевой диафрагой 9 размещенной параллельно блоку отоприемников 10, который, в свою чередь, расположен параллельно радису кодового диска 2, установленного ежду диафрагмой 9 и блоком фотоприемников 10. Кодовый диск 2 выполнен из непрорачного материала и имеет прорези 11, отношение ширины раскрытия А (фиг. 2) которых к ширине кепрозрамого промежутка Б на любом расстоянии т центра кодового диска является остоянным, а кривизна краев прорезей пределяется соотношением -0 -текущий радиус точки края прорези; -число прорезей кодового диска) -число фотоприемников; -расстояние между соседними фотодатчиками; -радиус, соединяющий центр кодового диска с ближайшим фотодатчиком; -угол между Гр и г. Фотодатчики 10 связаны с электронной схемой, выходы их подключены к индивидуальным усиливающим и дифференцирующим устройствам 12, выходы которых, в свою очередь поданы на входы устройства 13 развязки, в качестве которого использован, например, блок полупроводниковых диодов, выходы которых соединены в одну выходную цепь. Устройство для измерения скорости путем преобразования вращательного движения в электрические импульсы работает следующим образом. Контактное колесо 6 осуществляет качение по поверхности изделия. Вращение оси 5 передается посредством зубчатого зацепления (колеса j и триба З) на кодовый диск 2. При вращении кодового диска 2 прорезь 11 последовательно открывает фотодатчики 10, причем очередная прорезь открывает первый фотодатчик сразу после открытия последнего фотодатчика предыдущей прорезью. Интервал между открытием последнего и .первого фотодатчиков .соседними прорезями равен интервалу между открытием любых других соседних фотодатчиков, что обеспечивается вышеуказанной кривизной краев прорезей. Последовательность импульсов на выходе устройства будет, таким образом, равномерной. Для разделения соседних перекрывающихся импульсов сигнал с каждого фотодатчика подается на индивидуальные усиливающие и дифференцирую щие устройства 12 (фиг. k, временны диаграммы а). С выхода устройства 12 импульсы фиг. , диаграмма б) подаются в общую цепь через устройство 13 развязки (фиг. 3)J обеспечи вая на выходе устройства последовательность импульсов от всех фотодат чиков (фиг. k, временная диаграмма Суммарное число разделенных импульсов за один оборот кодового диска определяется из соотношения , где k - число прорезей; N - число ф топриемников. Такое выполнение устройства, бла годаря возможности разделения перекрывающихся импульсов, позволяет по лучить на выходе устройства 50-100 импульсов в секунду при измеряемой скорости 20 м/ч, что обеспечивает требуемую точность. Предлагаемая форма прорезей кодового диска обеспечивает равномерность следования, одинаковую форму и скважность импул сов, что значительно упрощает их дальнейшее .преобразование, например в устройствах, преобразующих кодовый сигнал в аналоговый. Кроме тог повышается надежность работы устрой ства за счет его упрощения и устранения точной механической регулиров ки. Формула изобретения Устройство для измерения линейной скорости вращательного движения, содержащее источник света, размещенные вдоль одной оси фотоприемники и установленный между источником и фотоприемниками кодовый диск с padnoложенными равномерно по окружности прорезями, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения скорости медленно вращающихся изделий и упрощения конструкции, ось фотоприемников установлена параллельно радиусу кодового диска, кривизна прорезей которого определяется соотношением где г - текущий радиус точки края прорезиi k - число прорезей; N - число фотоприемников; h - расстояние между соседними фотоприемниками; Гр - радиус, соединяющий центр кодового диска с ближайшим фотодатчиком, Ч - угол между r.Q и г. и выбрана из условия, что отношение разности радиусов, соединяющих центр кодового диска с любыми двумя точками края прорези, к углу между этими радиусами является постоянным. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № i l6725, кл. G 08 С 9/06, . 2.Авторское свидетельство СССР К 620889, кл. G 01 Р 3/36, 1978 (прототип).

//

/J

Сриг,3