Фотоэлектрический импульсный датчик

Фотоэлектрический импульсный датчик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при автоматическом контроле и измерении координатных перемещений рабочих органов станков и механизмов. Целью изобретения является повышение точности и надежности определения перемещений. При вращении вала контролируемого объекта с насаженным на него диском 3 свет от осветителя 2 через радиальные прорези 14 диска и отверстия в шторках 9 попадает на фотодиоды 3, которые формируют периодический электрический сигнал. Благодаря расположению отверстий в шторках 9 диафрагмы .на одинаковом расстоянии от центра диска 13, ширина прозрачных 14 и непрозрачных 15 элементов диска, проходя щихмежду осветителем 2 и фотодиодами 3, одинакова, что обеспечивает равенство скважности соответствующих сигналов. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4778296/28 (22) 21,01.90 (46) 15.03.92. Бюл. ¹ 10 (71) Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов (72) Л.К.Шраго, П.П.Епишин, А,М.Альтер и

Ю. fl.Opëîв (53) 531.71 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1605143, кл. G 01 В 21/00, 1990. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при автоматическом контроле и измерении координатных перемещений раИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при автоматическом контроле и измерении координатных перемещений рабочих органов станков и механизмов.

Известен фотоэлектрический импульснь1й датчик, содержащий корпус с осветитеIl8M, фатодиоды, установленные в поворотной втулке, диафрагму с двумя отверстиями, жестка связанную с втулкой. и диск с радиальными прорезями.

Фотодиоды установлены ва.втулке пад острым углом друг к другу, точка пересечения их осей проходит через центр точечного осветителя.

Недостатком данного датчика является сложность его регулировки.

„„5U 1719885 А1 бочих органов станков и механизмов. Целью изобретения является повышение точности и надежности определения перемещений.

При вращении вала контролируемого обьекта с насаженным на него диском 3 свет от осветителя 2 через радиальные прорези 14 диска и отверстия в шторках 9 попадает на фотадиоды 3, которые формируют периодический электрический сигнал. Благодаря расположению отверстий в шторках 9 диафрагмы.на одинаковом расстоянии ат центра диска 13, ширина прозрачных 14 и непрозрачных 15 элементов диска, проходящих между осветителем 2 и фотодиодами 3, одинакова, что обеспечивает равенство скважности соответствующих сигналов. 5 з.п. ф-л ы, 4 ил.

Известен также фотоэлектрический импульсный датчик, включающий корпус, в ко- д тором размещены осветитель и поворотная О втулка с двумя фотодиодами и диафрагмой с двумя отверстиями, диск с радиальными прорезями, а также элементы регулировки и фиксации втулки.

Нормали фотадиодов к их фоточувствительной поверхности параллельны между собой и оси осветителя. -Л

Так как прорези на диске радиальные, то выполнение их одинаковой ширины по всей длине влечет за собой выполнение промежутков между прорезями разной ширины по их длине (суживающимися к центру диска), и, наоборот, при одинаковой ширине промежутков между прорезями, сами про1719885 рези должны иметь разную ширину по своей длине.

Возможно также выполнение и прорезей и промежутков между ними разной ширины.

В процессе работы датчика с любым из описанных дисков скважность для разных сигналов получается различной, при этом для отдельных сигналов изменение скважности может превысить допустимое значение погрешности сдвига фаз между сигналами, которая обычно принимается й15 (электрических градусов), Это снижает точность работы датчика (возможен вариант неправильной регистрации сигнала), Йель изобретения — повышение точности работы датчика.

Указанная цель достигается тем, что в фотоэлектрическом импульсном датчике, содержащем корпус и размещенные в корпусе осветитель, фотодиоды, диафрагму с двумя отверстиями и диск с радиальными прорезями, отверстия в диафрагме расположены на одинаковом расстоянии от центра диска.

Фотодиоды установлены неподвижно в корпусе датчика, а диафрагма выполнена с возможностью. регулирования расстояния между отверстиями.

Диафрагма выполнена из двух частей, а ее отверстия размещены по одному на каждой части.

Обе части диафрагмы выполнены в вчде йластинчатых пружин.

Корпус выполнен с двумя регулировочными винтами, а диафрагма размещена таким образом, что ее части установлены в контакте с регулировочными винтами.

На фиг. 1 изображена конструкция датчика (без крышек); на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 — одна из частей диафрагмы.

Датчик содержит корпус 1, в котором. установлен осветитель 2 (полупроводниковый световод) и два фотодиода 3.

Нормами фотодиодов к из фоточувствительной поверхности расположены параллельно между собой и оси осветителя.

В корпусе 1 между осветителем 2 и фотодиодами 3 выполнен паз 4. Дополнительно в корпусе по обе стороныот фотодиодов имеются карманы 5 и б для диафрагмы 7.

Сама диафрагма 7 выполнена из двух одинаковых частей, каждая из которых предоставляет собой пластинчатую пружину 8 с отогнутыми шторкой 9 и хвостовиком 10.

На шторках 9 предусмотрены отверстия

11. Диаметр этих отверстий выбран значи10

20

35

40 ках 9 диафрагмы 7 устанавливают соответствующим шагу радиальных прорезей 14 диска 13, чем обеспечивают сдвиг по фазе

55 тельно меньшим диаметра фоточувствительной поверхности фотодиодов, Каждая пружина 8 установлена в свой карман 5, причем шторка 9 заходит в паз 4, а хвостовик 10 — в карман 6. Оба отверстия

11 расположены на одинаковом расстоянии от центра диска. В корпусе 1 против каждой пружины 8 установлены также регулировочные винты 12.

Диск 13 закреплен на валу контролируемого объекта (не показан). В диске симметрично относительно его центра выполнены сквозные радиальные прорези 14 с непрозрачными промежутками i5 между ними, Осветитель 2 в корпусе.1 закрыт крышкой 16, а фотодиоды 3 — крышкой 17.

Фотоэлектрический импульсный датчик работает следующим образом.

При вращении вала контролируемого объекта с насаженным на него диском 13 свет от осветителя 2 через радиальные прорези 14 диска и отверстия 11 в шторках 9 попадает на фотодиоды 3, s которых образуются периодические электрические сигналы.

Затем специальной электрической схемой они преобразуются в две серии сигналов, сдвинутых друг относительно друга на

90о

Так как отверстия 11 в шторках 9 диафрагмы 7 расположены на одинаковом расстоянии от центра диска 13, то ширина и прозрачных 14 и непрозрачных 15 элементов диска, которые проходят между осветителем 2 и фотодиодами 3, для каждого фотодиода одинаковы, следовательно, скважность соответствующих сигналов от обоих фотодиодов будет всегда одинаковой.

При помощи регулировочных винтов 12 расстояние между отверстиями 11 в штормежду сигналами, равный 90о

Завинчивая винты 12, сводят обе части диафрагмы, пружины 8 при этом перемещаются по карманам 5, расстояние между отверстиями 11 уменьшается, при вывинчивании винтов 12 пружины 8 в силу своих упругих свойств стремятся занять исходное положение и расстояние между отверстиями 11 увеличивается.

Регулировка расстояния между отверстиями в диафрагме проводится в пределах удвоенной разности между диаметром фоточувствительной поверхности фотодиода и диаметром отверстия в диафрагме.

Конструкция датчика позволяет повысить точность его работы, но, кроме того, 1719885 предлагаемое техническое решение дает и дополнительный эффект.

Расположение отверстий в диафрагме на одинаковом расстоянии от центра диска позволяет уменьшить длину продолговатых прорезей в диске, т.е. сделать прорезную часть диска более жесткой, что, в свою очередь, позволяет изготавливать диск с меньшим шагом прорезей.

Дополнительно указанное расположение отверстий позволяет уменьшить высоту паза корпуса под прорезную часть диска, что упрощает конструкцию и снижает стоимость датчика, Формула изобретения

1. Фотоэлектрический импульсный датчик, содержащий корпус.и размещенные в корпусе осветитель, фотодиоды, диафрагму с двумя отверстиями и диск с радиальными прорезями, отличающийся тем; что, с целью повышения точности, отверстия.в диафрагме расположены на одинаковом расстоянии от центров диска.

2. Датчик по и. 1, отличающийся тем. что фотодиоды установлены. неподвижно в корпусе датчика. а диафрагма выполне5 на с возможностью регулирования расстояния между отверстиями.

3. Датчик по и. 2, о т л и ч à ю шийся тем, что диафрагма выполнена из двух час-, тей, а ее отверстия размещены по одному на

10 каждой части.

4. Датчик по и. 3, отличающийся тем, что обе части диафрагмы выполнены в виде пластинчатых пружин.

5. Датчик по и. 3, о т. л и ч а ю щ и И с я

15 тем, что корпус выполнен с двумя регулировочными винтами, а диафрагма размещена так, что ее части установлены в контакте с регулировочными винтами.

6. Датчик по и. 3, отличающийся

20 тем, что части диафрагмы установлены с перекрытием.

1719885

Составитель 3.Фейгин

Техред M.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор И,Сегляник

Заказ 763 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101