Оптоэлектронный измеритель скорости и угловых перемещений

Оптоэлектронный измеритель скорости и угловых перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЗЛЬСТВУ

Союз Советских

С оцмалмстиыеских

Республнк (»)661338 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.04.77 (21) 2348730/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл, G 01 P 3/42

Государственный комитет

ЬЗМ

СССР на делам изобретений и открытий (53) УДК531.7:

:б21.3! 7.39 (088.8) Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 15.05.79 (72) Авторы изобретения

П. И. Госьков, Ю. К. Шелковников, А. Г. Якунин, Ю. А. Шевелев, В. В. Медвецкий и P. П. Ясинавичюс

Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ

И УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ!

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в областях науки и техники, где требуется одновременно определять и контролировать скорость и поперечные смещения движущегося объекта.

Известно устройство, которое измеряет только скорость движения объекта с помощью двух фотоприемников, электронных схем и источников света (1).

Известно также устройство для измерения неравномерности движения магнитной ленты, в котором скорость измеряется методом магнитной записи, а перемещение с помощью двух фотоприемников (2). Это устройство весьма сложно (требует для измерения минимум три датчика, сложную электронную схему), не обеспечивает широкого диапазона измеряемых величин из-за использования в качестве датчиков магнитной головки и обычных светочувствительных фотоприборов (фоторезистор, фотодиод) .

Кроме того, скорость измеряется контактным способом и не обеспечивает высокой точности. f

Целью изобретения является упрогцеll»c измерителя, повышение надежности, точности измерения и расширение диапазона измеряемых величин.

Эта цель достигается тем, что фотоприемники выполнены в виде сканисторов, электронная часть состоит из источника постоянного напряжения смещения, подключенного к параллельно соединенным выводам эмиттеров сканисторов и к выходу генератора пилообразного напряжения, соединенного с нижними выводами эмиттеров сканисторов, и двух блоков выделения и обработки видеосигналов, входы которых подключены к коллекторам сканисторов, а выходы — к двум измерителям временных интервалов, причем на магнитную ленту нанесены оптически прозрачные метки и лента расположена так, что своим нижним краем перекрывает верхшою часть светового потока от источника свста.

На фиг. показана схема предлагаемо2О го измерителя: на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу измерителя.

Измеритель включает два сканистора и 2; магнитную головку 3, магнитную лснту 4

661338

10 п

Зо

3$

Временные интервалы от начала пилообразного напряжения до момента возник новения видеосигналов пропорциональны расстояниям световой зоны от концов сканисторов 1 и 2. При движении ленты 4 возможно изменение направления ее векторов скорости, т. е. возможны линейные поперечные перемещения ленты, а следовательно, одного края световой зоны на сканисторах

1 и 2 и переднего фронта видеосигналов

$0

$S.с нанесенными на нее оптически прозрачными метками 5, источники света 6 и 7, источник 8 постоянного напряжения, генератор 9 пилообразного напряжения; два блока 10 и 11 выделения и обработки видеосигналов, два измерителя 12 и 13 временных интервалов.

Оптоэлектронный измеритель скорости и угловых перемещений магнитной ленты состоит из двух сканисторов 1 и 2, размещенных на равном расстоянии от магнитной головки 3, относительно которой измеряются угловые перемещения магнитной ленты 4. Фоточувствительные поверхности сканисторов лежат в одной плоскости, параллельной плоскости магнитной ленты. На магнитную ленту для измерения скорости ее движения оптоэлектронным способом нанесены опти чески прозрачные метки 5. Источники света

6 и 7 расположены напротив соответствующих фоточувствительных поверхностей сканисторов и 2. Поток света от источников

6 и 7 проектируется на сканисторы таким образом, чтобы лента 4, перемещаясь между сканисторами 1 и 2 и источниками света 6 и 7, полностью перекрывала световой поток, проектируемый на сканисторы с верхней стороны магнитной ленты, а в нйжней части ленты световой поток, минуя ее, попадал на сканисторы 1 и 2, образуя на них световую зону 1-5 мм.

Размер световой зоны определяется величиной максимально возможных вертикальных перемещений ленты 4, а расстояние между сканисторами — требуемой точностью измерений.

Источнйк 8 постоянного напряжения смещения включен между параллельно соединеннымя выв.>дами эмиттеров сканисторов

I и 2. К нижним выводам эмиттеров подключен генератор 9. Коллекторы сканисторов подключены ко входам соответствующих блоков 10 и 11 выделения и обработки видеосигналов, выходы которых соединены с измерителями 12 и 13.

Сигналы, возникающие на коллекторах сканисторов 1 и 2 в процессе их опроса линейно-возрастающим напряжением, вырабатываемым генератором пилообразного»апряжения 9, преобразуются в соответствующих блоках выделения и обработки видеосигналов 10 и 11 в видеосигналы Ul —— f(t) и Uq = f(t) (фиг. 2). (эпюры UI =,f(t), Vz = f(t)). Блоки деления и формирования видеосигналов со сканисторов 10 и !1 формируют импульсы, соответствующие во времени передним фронтам видеосигналов (эпюры Uz = f(t), 04 ——

= 1(<)), и,таким образом, при поперечных перемещениях ленты 4 пропорционально изменяется интервал между вышеуказанными импульсами.

В исходном состоянии, когда лента 4 не движется, схемной регулировкой добиваются, чтобы временной интервал между импульсами был равен нулю (т. е. импульсы совпадают во времени). При движении ленты и ее поперечных перемещениях импульсы смещаются во времени относительно один другого пропорционально этим перемегцениям. Временной интервал между импульсами " измеряется измерителем 12 временных интервалов.

Для определения скорости движения магнитной ленты 4 на ней лазером или другим способом формируется оптически npoapa

Таким образом, в блоках выделе IIII и обработки видеосигналов со сканпсторов 1О и 11 формируются видеосигналы, сооТВсТствуюьцие во времени моментам прохождения над сканисторами 1 и 2 оптичсской метки 5. Электронные блоки формируют импульсы, соответствующие времени передних фронтов видеосигналов. Временной интервал между импульсами пропорционален скорости движения магнитной ленты 4 и измеряется измерителем !3.

Формула изобретения

Оптоэлектронный измеритель скорости и угловых перемещений магнитной ленты, содержащий электронную часть, подключенную к двум фотоприемникам, расположенным параллельно один относительно другого и перпендикулярно направлению движения магнитной ленты, причем их фоточувствительные поверхности лежат в одной плоскости, параллельной плоскости магнитной ленты, которая расположена между двумя источниками света и фоточувствительной поверхностью фотоприемников, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, повышения надежности, точности измерения и расширения диапазона измеряемых неличин, фотоприемники выполнены в виде сканисторов, электронная часть состоит из ис661338

//2

4 иг. 2

Соста вител ь М. Хаустов

Редактор О. Филиппова Техред О. Луговая, Корректор М. Вигула

Заказ 2432/40 Тираж 1080 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 точника постоянного напряжения смещения, подключенного к параллельно соединенным выводам эмиттеров сканисторов и к выходу генератора пилообразного напряжения, соединенного с нижними выводами эмиттеров сканисторов и двух блоков выделения и обработки видеосигналов, входы которых подключены к коллекторам сканисторов, а выходы — к двум измерителям временных интервалов, причем на магнитную ленту нанесены оптически прозрачные метки и лента расположена так, что своим нижним краем перекрывает верхнюю часть светового потока от источника света.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3804517, кл. 356 — 28, опублик. 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 290217, кл. G 01 P 3/42, 1969.