SU1004752A1 - Фотоэлектрический измеритель перемещений вращающихс деталей - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к устройствам дл  измерение перемещений вращающихс  деталей бесконтактным методом и может быть использовано в приборостроительной и машиностроительной npONftomneHHocTH.

Известен фотоэлектрический датчик угловых перемещений, содержащий источник излучени , диафрагму, фотоприемник , усилитель и регистрирукицйй прибор. Диафратма выполнена в виде стекл нного диска с нанесенными на нем спиральными лини ми l3.

Недостаткгиии этого датчика  вл ютс  большие габариты, невозможность измерени  осевых перемещений подвижной системы (вала) и недостаточна  точность измерени .

Наиболее близким к предлагаемому .по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  фотоэлектрический измеритель перемещений вращающихс  деталей, содержащий фотоэлемент , соединенные последовательно первый ключевой элемент и первый запоминающий блок,регистратор 2).

Известное устройство характеризуетс  невозможностью учета осевых перемещений вращающихс  деталей.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение измерени  осевых перемещений деталейПоставленна  цель достигаетс  тем, что измеритель, содержащий фотоэлемент, соединенные последовательно первый ключевой элемент и первый запоминающий блок, регистратор , снабжен источником с.ветового

10 излучени , щелевой диафрагмой, св зываемой с исследуемой деталью и установленной по ходу светового -луча, ось симметрии которой перпенд1 кул  эна оптической оси источника свето15 вого излучени , двум  компараторами, соединенными последовательно вторым : ключевым элементом, вторым запоминающим блоком, сумматором и усилителемдискриминатором , генератором опор-,

Claims (2)

1. 20 ного напр жени , подключенным к втот рому входу усилител -дискриминатора выход которого соединен с источником светового излучени , усилителем, выход которого соединен с регистрато25 -ром, и элементом ИЛИ, каждый из входов KOTOpoio подключен к выходу соответствующего компаратора, а выход-к вторым входам ключевых элементов, выходы первого и второго запоминаю30 . щих .блоков соединены с вторыми входами компараторов, второй вход сумматора соединен с выходом первого запоминающего блока и вторьлм. входом усилител , первый вход которого сое динен с выходом второго запоминающе блока, а фотоэлемент выполнен в ви де квадрантного фотоприемника,кажды из выходов которого соединен с в.ходом соответствующего компаратора, ось симметрии фотоэлемента параллел на оси симметрии щелевой диафрагмы. На чертеже представлен фотоэлектрический измеритель. Измеритель состоит из источника 1 светового излучени , щелевой диафрагмы 2, св занной с исследуемой деталью, фотоэлемента 3, в виде квадрантного фотоприемника, и элект рической ,схемы измерени , содержащей два компаратора 4 и 5, первый и второй ключевые элементы 6 и 7, элемент 8 ИЛИ, первый и второй запоминающие блоки 9 и 10, последовательно соединенные сумматор 11 и усилитель-дискриминатор 12, генератор 13 опорного йапр жени , последо вательно Соединенный усилитель 14 и регистратор 15 соответственно, первые и вторые компараторы 4 или 5 ключевые элементы 6 и 7 и запоминаю щие блоки 9 или 10 соединены послеДовательно , а выходы последних подключены к сумматору 11 и усилителю 14, а также соответственно к вторы входам первого и второго компараторов , а вход и выход усилител дискриминатора 12 соединен соответственно с генератором 13 опорного .напр жени  и с источником 1 светового излучени . Измеритель работает следующим образом. Источник 1 излучени , например светодиод, .генерирует поток излучени , например, инфракрасного или видимого света, падаю1цийНа телевуюдиафрагму 2, соосно закрепленную на детали, осевое перемещение которой измер етс . Часть потока излучени , пропуска ема  диафрагмой 2, падает на площадки фотоэлемента 3, вызыва  по вление фототока. Амплитуда импульсов фототока определена завис щим от ос вого перемещени  диафргигмы 2 положенрем п тна излучени  на площадках фотоэлемента 3, частота импульсов равна удвоенной частоте вращени  детали., а форма импульсов зависит от конструктивного выполнени  диафрагмы 2. Оптимальной  вл етс  щеле ва  диафрагма 2, обеспечивающа  трапецеидальную форму импульсов с .отношением периода следовани  к дли тёльност импульса, равным двум. Сигналы, снимаемые с выходов фотоэлемента 3, сравниваютс  на ком параторах 4 и 5 с сигналами обратной св зи, подаваемымис выходов запоминающих блоков 9 и 10 на опорные входы компараторов 4 и 5. Если сигнал обратной св зи меньше сигнала, снимаемого с фотоэлементов 3, то на выходе компаратора 4 или 5 возникает низкий уровень напр жени , если сигнал обратной св зи больше сигнала, снимаемого с элемента 3, то на выходе компаратора 4 или 5 возникает соответственно высокий уровень напр жени . Сумма амплитуд импульсов фототока , снимаемых с выходов фотоэлемента 3.в виде квадрантного фотоприемника, не зависи,т от осевого перемещени  диафрагмы 2 и  вл етс  посто нной величиной, поэтому всегда компараторы 4 и 5 при сравнении импульсов наход тс  в разных состо ни х. Элемент 8 ИЛИ выдает открывающий ключевые элементы 6 и 7, сигнал, если на его входы приходит низкий уровень напр жени  с любого компаратора 4 или 5. Сигнсшы с выходов компараторов 4 и 5 через ключевые элементы 6 и 7 поступают на входы запоминающих блоков 9, 10 и измен ют сигналы на их выходах таким образом, чтобы разностный сигнал на входах ком.параторов 4 и 5 стал нулю. Таким образом, сигналы на выходах запоминающих блоков 9 и 10 позвол ют отслеживать амплитуду импульсных сигналов фотоэлемента 3 и не завис т от частоты вращени  детали. Далее сигналы суммируютс  с разными знаками на усилителе 14, выполненном вместе с апериодическим звеном дл  фильтрации шумов, и поступают на регистратор 15, например, цифровой вольтметр или самописец. Стабилизаци  потока излучени  производитс  с помощьюсумматора 11, сигнал на выходе которого не зависит от положени  диафрагмы 2, а зависит от потока излучени , и подаетс  на вход усилител -дискриминатора 12, на другой вход которого подано опорное напр жение от генератора 13. Выходное напр жение усилител -дискриминатора 12 подаетс  на вход источника 1 излучени , поддержива  поток излучени ,падающий на фотоэлемент 3, таким образом, чтобы разница сигналов на входах усилител -дискриминатора 12 была равна нулю. Таким образом, за счет обеспечени  измерени  осевых перемещений деталей устран ютс  св занные с этим погрешности и повышаетс  точность и стабильность измерений в 10-20 раз. Формула изобретени  Фотоэлектрический измеритель перемещений вращающихс  деталей, содержащий фотоэлемент, соединенные посл довательно первый ключевой элемент и первый запоминающий блок, регистратор , отличающийс  тем что, с целью обеспечени  измерени  осевых йеремещенийг он снабжен источником светового излучени , щелевой диафрагмой, св зываемой с иссле дуемой деталью и установленной по ходу светового луча, ось симметрии которой перпендикул рна оптической оси источника светового излучени , двум  компараторами, соединенными последовательно вторым ключевым элементом, вторым запоминающим блоком , сумматором и усилителем-дискриминатором , генератором опорного напр жени , подключенным к второму входу усилител -дискриминатора, выход которого соединен с источником светового излучени ,усилителем, выход которого соединен с регистратор ром, и элементом ИЛИ/ каждый из вхо дов которого подключен к выходу соответствующего компаратора, а выход к вторым входам ключевых элементе, выходы первого и второго запоминающих блоков соединены с вторыми вхо-. дами компараторов, второй вход сумматора соединен и выходом первого запоми нающего блока и вторым входом усилител , первый вход которого соединен с выходом второго запоминающего блока, а фотоэлемент выполнен в виде квадрантного фотоприемника, каждый из выходов которого соединен с входом соответствующего компаратора , ось симметрии фотоэлементам параллельна оси симметрии щелевой диафрагмы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 560137, кл. Q 01 В 11/26, 1975.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 462983, кл. ti 01 В 7/28, 1972 (прототип).