Изобретение относитс к текстильной промышленности , а именно к устройствам контрол развеса волокнистых материалов, в частности ленты. Известно устройство дл измерени развеса ленты, содержащее блок питани через электронный ключ, измерительный источник излучени , первый световод, формирующую воронку, второй световод, фотоприемник и усилитель, подключенный к входам двух синхронных детекторов, выход одного из которых св зан с регистрирующим блоком, а выход другого - d первым входом блока сравнени , второй вход которого соединен с источником эталонного напр жени 1. Недостатком известного устройства вл етс наличие существенных инструментальных погрешностей измерени развеса ленты , что обусловлено следующими факторами: нелинейной (экспоненциальной) св зью показании регистрирующего блока устройства с развесом ленты при неизбежном усреднении этих показаний вследствие конечных размеров зоны измерени (щирины оп- - , --,-.-..„ / тической щели) формирующей воронки, в которую заправлена лента; использованием оптического модул тора дл получени контрольного сигнала и частотного метода дл разделени сигнала измерени и контрольного сигнала. Это, кроме того, не позвол ет увеличивать скважность питающих источник излучени - светодиод импульсов тока, что ограничивает пиковую мощность излучени , проход щего через ленту , и, следовательно, максимально возможный развес ленты, а также не позвол ет добитьс выгодного отношени сигнал/шум в канале измерени , что дополнительно снижает точность измерени развеса ленты. Целью изобретени вл етс повыщение точности измерени . Это достигаетс тем, что устройство имеет контрольный источник излучени , коммутатор , корректирующий блок, дополнительные синхронные детекторы, дополнительные световоды и дополнительный фотоприемник, электронный ключ и блок сравнени . Блок питани через дополнительный электронный ключ св зан с контрольным источником излучени , который посредством двух дог1олТТйТЕльных световодов св зан с входами обоих фотОприемников, а измерительный источник излучени через третий Дополнительный стветтувод соединен со входом дополнительного фотоприемника, выход которого через дополнительные синхронные детекторы и дополнительный блой сравнени и электронный ключ соединен с контрольным источником излучени . Выходы коммутатора, подключены ко входам синхронных детекторов и электронных ключей, а выход блока сравнени через корректирующий блок св зан со входом и выходом усилител . На чертёже приведена структурна схема предлагаемого устройства. Устройство дл измерени развеса ленты содержит блок питани 1, соединенный через электронные ключи 2 и 3 с йстоЧнйКами излучени :- светодиодами 4 и & соответ ТтВетао канала измерени и канала конт рЪЛЬного сигнала, максимум излучени которых находитс в ближней инфракрасной области спектра (например, серийно выпускаемые светодиоды типа АЛ-108 А). В этой области имеет место поглощение дл больТЙгйнстватекстильных волокнистьтх материалов (хлопок, щерсть и т.д.), но в,то же рШ не ска ываетс вли ние цвета волокна . Светодиоды 4 и 5 соединены с развет вЙГеШьШИ световодами, которые выполнены из материала, оптически прозрачного в области излучени светодиодов 4 и 5, наприТй р из пблйметилмётакрилата или стекла, или могут быть изготовлены из склеенных .в тЬрШх пучков специальных оптических волокон (полимерных, стекл нных и т.п.). Световод 6 подвоДйт излучениеОТ светодиода 4 в зону измерени к формирующей воронке 7, предназначенной дл прохождени контролируемой ленты 8, а световод - 9 - от зоны измерени к фотоприемнику 10 канала измерени . Световоды 11 и 12 пере Дают излучение от светодиода 5 к фотопри.емнику 10 канала измерени и фотоприемнику 13 Т анаЛа контрольногб , а световод 14 - к этому же фотоприемнику 13 от светодиода 4. Сечени световодов 9, 11, 12 и 14 подбираютс при настройке датчика устройства из услови , чтобы соответствующие оптические сигналы, поступающие на фотоприемники 10 и 13, бь1ли по мощности одного пор дка. Фотоприемники 10 и 13 выполнены в виде фотодиодов (серийно вьтускаёмых типа ФД-9К). Фотоприемник 10 кана 71а 1йгзйёрени подключен на вход усилител 15, параллелбно которому в качестве цепи обратной св зи включен блок коррекции 16, а выход усилител 15 соединен сГсигнальны . МП входами синхронных детекторов 17 и 18. Выход синхронного детектора 17 подключен к регистрирующему блоку 19, а выход детектора 18 - к одному из входов блока сравнени 20, второй вход которого предназна735672 чен дл подключени к источнику эталонного напр жени Uar- Выход блока сравнени 20 подключен ко второму входу блока коррекции 16 (измен ющему коэффициент передачи блока). Фотоприемник 13 канала контрольного сигнала подключен к усилителю 21, вход которого вл етс входом схемы автоподстройки 22, содержащей также синхронные детекторы 23 и 24 (идентичные синхронным детекторам 17 и 18 канала измерени ) и блок сравнени 25, выход которого вл ющийс выходом схемы автоподстройки 22, соединен с входом управлени ключа 3. Входы управлени электронных ключей 2 и 3 и синхронных детекторов 17, 18, 23 и 24 соединены с выходами коммутатора 26, предназначенного дл осуществлени амттлитудно-временной модул ции и разделени сигйала измерени и контрольного сигнала . Устройство работает следующим образом. Коммутатор 26 управл ет работой ключей 2 и 3, при этом к блоку питани 1 попеременно подключаютс светодиоды 4 и 5, поток излучени которых попеременно проходит по световодам 6 и 9 через ленту 8 в. зоне измерени формирующей воронки 7, по световоду 11 - на фотоприемник 10 и по световодам 12 и 14 - на фотоприемник 13. Ввиду того, что оптический сигнал светодиода 5 контрольного сигнала не испытывает поглощени лентой (так как передаетс по световодам 11 и 12 в обход формирующей воронки 7 с лентой 8), то мощность излучени светодиода 5 может быть соответственно меньще, чем светодиода 4 канала измерени . Таким образом, поток излучени светодиодов 4 и 5 будет модулирован с частотой и скважностью, определ емой параметрами схемы коммутатора 26. Значение скважности устанавливаетс из услови требуемой дл измерени развеса ленты 8 мощности потока излучени , а также необходимого соотнощени сигнал/щум в канале измерени . Импульсна моц;ность светодиодов 4 и 5 определ етс начальными парамет ами электронных ключей 2 и 3 (если сигнал Uynp на выходе блока сравнени 25 сигнала канала измерени Ujsc контрольным сигналом и24 равен нулю). На вь1ходе фотоприемника 10 канала измерени по влйетс суммарна последовательность импульсов, соответствующа прощедшему ленту 8 потоку излучени Ф ( светодиода 4 и начальному потоку излучени Фдг светодиода 5- На выходе фотоприемника 13 канала контрольного сигнала соответственно суммарна последовательность импульсов соответствует начальным потокам излучени Ф светодиода 4 и Ф( светодиода 5. Введение блока коррекции 16 позвол ет линеаризовать зависимость сигнала фотоприемника 10 канала измерени от развеса ленты. Это способствует исключению составл ющей погрешности измерени ,- обусловленной конечными размерами световодов 6 и 9 в зоне измерени формирующей воронки 7. Настройка блока коррекции осуществл етс по крайним точкам линеаризации, определ емым из диапазона возможных колебаний развеса ленты 8 по услови м технологического процесса, например, дл ленточного перехода в пр дении. После усилени и линеаризации сигнал поступает на сигнальные входы синхронных детекторов 17 и 18, ключи которых управл ютс от коммутатора 26 синхронно и синфазно с питанием , соответственно светодиодов 4 и 5 (см. фиг. 1). При этом на выходе синхронного детектора 17 выдел етс огибающа Ui сигнала, соответствующего потоку излучени Ф, прошедщего ленту 8 в зоне измерени формирующей воронки 7, а на выходе синхронного детектора 18 - огибающа сигнала, соотгветствующего начальному потому излучени Фо2. светодиода 5. Информаци о развесе ленты с регистрирующего блока 19 может быть введена в управл ющую ЭВМ АСУ пр дильного производства.The invention relates to the textile industry, in particular to devices for controlling the weight of fibrous materials, in particular tapes. A device for measuring the weighed tape is known, comprising a power supply unit via an electronic switch, a measuring radiation source, a first light guide forming a funnel, a second light guide, a photodetector and an amplifier connected to the inputs of two synchronous detectors, the output of one of which is connected to a recording unit, and the output the other is d the first input of the comparator unit, the second input of which is connected to the source of the reference voltage 1. A disadvantage of the known device is the presence of significant instrumental errors weight of the tape, due to the following factors: a nonlinear (exponential) relationship between the reading of the device’s recording unit and the weight of the tape with the inevitable averaging of these readings due to the finite dimensions of the measurement zone (width of the opti-, a) forming funnel into which the ribbon is inserted; using an optical modulator to obtain a pilot signal and a frequency method to separate the measurement signal and the pilot signal. Moreover, this does not allow increasing the duty cycle of the source of radiation — the LED of current pulses, which limits the peak power of the radiation passing through the tape, and, consequently, the maximum possible weight of the tape, and also does not allow achieving a favorable signal-to-noise ratio a measurement channel, which further reduces the accuracy of measuring the weight of the tape. The aim of the invention is to increase the measurement accuracy. This is achieved by the fact that the device has a monitoring radiation source, a switch, a correction unit, additional synchronous detectors, additional light guides and an additional photodetector, an electronic key and a comparison unit. The power supply unit is connected via an additional electronic switch to a control radiation source, which is connected to the inputs of both photoelectric receivers via two additional optical fibers, and the measuring radiation source is connected to the input of an additional photodetector through a third additional receiver, the output of which is through additional synchronous detectors and an additional comparison The electronic key is connected to the reference radiation source. The outputs of the switch are connected to the inputs of synchronous detectors and electronic switches, and the output of the comparison unit is connected to the input and output of the amplifier via a correction unit. The drawing shows the structural scheme of the proposed device. The device for measuring the weight of the tape contains a power supply unit 1 connected via electronic switches 2 and 3 to the radiation source: - LEDs 4 and & corresponding to the TVT channel of the measurement channel and the reference channel of the signal, the maximum radiation of which is in the near infrared region of the spectrum (for example, commercially available AL-108 A type LEDs). In this area, absorption takes place for most of the textile fiber materials (cotton, wool, etc.), but at the same time the effect of the color of the fiber does not affect. Light-emitting diodes 4 and 5 are connected to each other by optical fibers made of a material that is optically transparent in the emission region of light-emitting diodes 4 and 5, for example, from methyl methacrylate or glass, or can be made of special optical fibers (polymeric, glass fibers) glued together. etc.). The light guide 6 supplies the radiation of the LED 4 to the measurement zone to the forming funnel 7 intended to pass the test tape 8, and the light guide 9 from the measurement zone to the photodetector 10 of the measurement channel. Optical fibers 11 and 12 transmits radiation from the LED 5 to the photodetector 10 of the measurement channel and the 13 T photo sensor of the analog control beam, and the light guide 14 to the same photodetector 13 from the LED 4. The cross sections of the optical fibers 9, 11, 12 and 14 are matched when adjusting the sensor devices from the condition that the corresponding optical signals arriving at the photodetectors 10 and 13 are of a power of one order of magnitude. Photodetectors 10 and 13 are made in the form of photodiodes (serially type FD-9K). A 10 kan 71a 1ygjöreni photoreceiver is connected to the input of amplifier 15, parallel to which a correction unit 16 is turned on as a feedback circuit, and the output of amplifier 15 is connected to the signal. The MP inputs of the synchronous detectors 17 and 18. The output of the synchronous detector 17 is connected to the registering unit 19, and the output of the detector 18 is connected to one of the inputs of the comparison unit 20, the second input of which is intended to be connected to the source of the reference voltage Uar- The output of the comparison unit 20 is connected to the second input of the correction block 16 (changing the block transfer ratio). The photodetector 13 of the pilot signal channel is connected to an amplifier 21, whose input is the input of an auto-tuning circuit 22, which also contains synchronous detectors 23 and 24 (identical to the synchronous detectors 17 and 18 of the measurement channel) and a comparison unit 25, the output of which is the output of an auto-tuning circuit 22, connected to the control key input 3. The control inputs of the electronic keys 2 and 3 and the synchronous detectors 17, 18, 23 and 24 are connected to the outputs of the switch 26, which is intended to carry out time-amplitude modulation and separation of the signal and measurement and control signal. The device works as follows. The switch 26 controls the operation of the switches 2 and 3, while the LEDs 4 and 5 are alternately connected to the power supply unit 1, the radiation flux of which alternately passes through the light guides 6 and 9 through the 8 in. Ribbon. the measurement zone of the forming funnel 7, the fiber 11 to the photodetector 10 and the optical fibers 12 and 14 to the photodetector 13. In view of the fact that the optical signal of the pilot LED 5 is not absorbed by the tape (as it passes through the optical fibers 11 and 12 funnels 7 with tape 8), then the radiation power of the LED 5 may be correspondingly less than that of the LED 4 measurement channels. Thus, the radiation flux of the LEDs 4 and 5 will be modulated with the frequency and duty cycle determined by the parameters of the switch circuit 26. The duty cycle is determined by the condition of the radiation flux power required for measuring the weight of the tape 8, as well as the required signal-to-sound ratio in the measurement channel. Pulse power; LEDs 4 and 5 are determined by the initial parameters of electronic switches 2 and 3 (if the signal Uynp at the output of the comparison unit 25 of the measurement signal channel Ujsc with the control signal and 24 is zero). At the beginning of the photodetector 10 of the measurement channel, the total pulse sequence corresponding to the radiation flux Φ passing through the tape 8 (LED 4 and the initial radiation flux Fdg of the LED 5) appears on the output signal of the pilot signal channel 13, respectively, the total pulse train corresponds to the initial radiation fluxes of the LED 4 and Φ (LED 5. The introduction of the correction unit 16 allows linearization of the dependence of the signal of the photodetector 10 of the measurement channel on the weight of the tape. This contributes to elimination of the component measurement error — due to the finite dimensions of the optical fibers 6 and 9 in the measurement zone of the forming funnel 7. Adjustment of the correction unit is performed at the extreme points of linearization determined from the range of possible oscillations of the weight of the tape 8 according to the process conditions, for example, After amplification and linearization, the signal arrives at the signal inputs of the synchronous detectors 17 and 18, the keys of which are controlled from the switch 26 synchronously and in phase with the power supply, respectively -retarded LEDs 4 and 5 (see FIG. FIG. one). The output of the synchronous detector 17 is the envelope Ui of the signal corresponding to the radiation flux Φ passing through the tape 8 in the measurement zone of the forming funnel 7, and the output of the synchronous detector 18 the envelope of the signal corresponding to the initial radiation of Fo2. LED 5. Information about the weighting of the tape from the recording unit 19 can be entered into the control computer of the automatic production control system.
Суммарный сигнал фотоприемника 13 поступает на вход усилител Й1 схемы автоподстройки 22, с выхода которого после усилени поступает на сигнальные входы синхронных детекторов 23 и 24, работа которых аналогична работе синхронных детекторов 17 и 18 канала измерени . При этом на выходе синхронного детектора 23 выдел етс огибающа U сигнала, соответствующего ответвленной световодом 14 части потока излучени Opi светодиода 4, на выходе синхронного детектора 24 - огибающа Uin сигнала, соответствующего начальному потоку излучени . светодиода 5.The total signal of the photodetector 13 is fed to the input of the amplifier H1 of the auto-tuning circuit 22, from the output of which, after amplification, is fed to the signal inputs of synchronous detectors 23 and 24, whose operation is similar to the operation of synchronous detectors 17 and 18 of the measurement channel. At the same time, at the output of the synchronous detector 23, the envelope U of the signal corresponding to the Opi radiation flux branching off of the LED 4 is separated by the optical fiber 14, and the output of the synchronous detector 24 is the envelope of the Uin signal corresponding to the initial radiation flux. LED 5.
Выходные сигналы U и U поступают на суммирующий и вычитающий входы блока сравнени 25, разностный сигнал Uynp с выхода которого управл ет работой (измен ет коэффициент передачи) электронного ключа 3 так, что пикова мощность излучени светодиода 5 измен етс до тех пор, пока на входе фотоприемника 13 соответствующий оптический сигнал Фоа. светодиода 5 не станет равным ответвленной световодом 14 части оптического сигнала потока излучени Ф01 светодиода 4. Таким образом , отнощение мощностей потоков излучени Ф(н и Фог всегда поддерживаетс посто нным независимо от возможных колебаний их абсолютных значений. Так как сигнал измерени и контрольный Сигнал проход т через один и тот же фотоприемник 13, то нестабильность упом нутых узлов схемы, а также блока сравнени 25 вследствие старени элементов, температурного дрейфа, в значительной мере и колебаний питающего напр жени , не вли ет на работу схемы автоподстройки 22.The output signals U and U are fed to the summing and subtracting inputs of the comparator unit 25, the differential signal Uynp from the output of which controls the operation (changes the transmission coefficient) of the electronic key 3 so that the peak emission power of the LED 5 changes as long as the input photodetector 13 corresponding optical signal Foa. LED 5 will not become equal to a portion of the optical signal of the radiation flux F01 of the LED 4 that is branched off by the fiber 14. Thus, the power ratio of the radiation flux Φ (and Fog is always kept constant regardless of the possible fluctuations of their absolute values. Since the measurement signal and the control signal pass through the same photodetector 13, then the instability of the above-mentioned nodes of the circuit, as well as the comparison unit 25 due to aging of the elements, temperature drift, to a large extent and fluctuations in the supply voltage, e affect the operation locked loop circuit 22.
Аналогично может быть выполнена автоподстройка мощностц излучени светодиода 4 канала измерени .Similarly, auto-tuning of the radiation power of the measurement channel LED 4 can be performed.
Благодар схеме автоподстройки 22 начальный поток излучени Фр светодиода 5 J канала контрольного сигнала следует за изменени ми начального потока излучени Фо светодиода 4 канала измерени . Вследствие этого, стабилизиру уровень контрольного сигнала на выходе синхронного детектора 18 (и соответственно усилител 15) путем изменени коэффициента усилени усилител 15 (что достигаетс введением разностного сигнала U, -U с выхода блока сравнени 20 на второй вход блока коррекции 16, включенного между выходом и входом усилител в качестве цепи обратной св зи) од новременно осуществл етс и стабилизаци коэффициента передачи сигнала по каналу измерени (на выходе синхронного детектора 17). Этим исключаютс медленные изменени сигнала измерени , вызванные старением элементов схемы и вли нием внещних условий.Due to the self-tuning scheme 22, the initial radiation flux Fd of the pilot signal LED's 5 J channel follows the changes in the initial radiation flux Fo of the LED 4 measurement channels. As a result, stabilize the level of the control signal at the output of the synchronous detector 18 (and, accordingly, amplifier 15) by changing the gain of amplifier 15 (which is achieved by introducing a difference signal U, -U from the output of the comparison unit 20 to the second input of the correction unit 16 connected between the output and input of the amplifier as a feedback circuit) simultaneously performs stabilization of the signal transmission coefficient over the measurement channel (at the output of the synchronous detector 17). This eliminates the slow changes in the measurement signal caused by aging of the circuit elements and the influence of external conditions.