Фотоэлектрическое устройство для определения положения границы объекта

Фотоэлектрическое устройство для определения положения границы объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

О Il И С А Н И Е ((>) 930008

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 14. 02. 80 (21) 2883949/18-28 с присоединением заявки рв (23) П риоритет

Опубликовано 23. 05. 82. Бюллетень .(та 19

Дата опубликования описания 23. 05. 82 (Ы)М. Кл.

G 01 В 11/02

9пудврстмнный квинтет

СССР пп делан наебретеннй и пткрыткв (53) УДК 621. 317.

39:531.717 (088.8) (72) Автор изобретения

С. В. Цурганов

\

1 г

1Ч

t ( (7l ) Заявитель (54 ) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОЛОЖЕНИЯ ГРАНИЦЫ ОБЪЕКТА.Изобретение относится к фотоэлектрическим измерениям в машиностроении и предназначено для автоматической регистрации заданного положения линии раздела поверхностей или зон с различной освещенностью, например, штриховых отметок шкал, кромок режу,щего инструмента и т.г(.

Известно фотоэлектрическое устройство для определения положения грани или края объекта, образуемого линией раздела поверхностей, содержащее отклоняющую пластину, разДелительную призму и два фотоэлемента для регисграции световых потоков fl}.

Недостатком известного устройства является то,что обнаружение штриховой отметки и регистрация ее положения осуществляются раздельно за счет использования различных элементов устройства, причем для обнаружения штриха требуется механическое перемещение отклоняющей пластины, Наиболее .близким по технической сущности к изобретению является фото электрическое устройство для определения положения границы объекта, содержащее оптическую систему с тре мя фотоприемниками, например фотодиодами, три нуль-органа, элемент ИЛИ и делитель напряжения, образующие электронный блок (? 1.

К недостаткам устройства следует отнести необходимость ручного переключения электронного блока для изменения режима работы, а входящее в состав электронного блока дифференцирующее звено, применяемое для ослабления влияния вариаций абсолютных:значений, регистрируемых фотоприемником световых потоков, ухудшает отношение сигнал-шум в измерительном канале, что снижает точность устройства в целом.

Цель изобретения - расширение функциональных возможносгей устройства за счет совмещения функций об3 930008 наружения штриховой отметки и измерения положения ее края без переключения режимов работы устройства, а также повышение его точности.

4 входе нуль-органа 4, соединенном с делителем 7 напряжения, устанавливается уровень напряжения, являющийся промежуточным между величинами напряжений на входах нуль-органов

5 и 6 с учетом величин R и R делителя 7 (например, при равенстве сопротивлений резисторов R и R< устанавливается уровень напряженйя, 10 равный среднему значению от напря жений на входах нуль-органов 5 и Ь). . При дальнейшем перемещении изображения штриховой отметки в зону 2.1 и перекрытии заданной части площади эоны ?. 1 на обоих входах нуль-органа

4 устанавливаются равные напряжения, это регистрируется нуль-органом в

40

Фотоэлектрическое устройство для определения положения границы объекта, содержащее оптическую систему

I с тремя фотоприемниками, три нульоргана, элемент ИЛИ и делитель напря45 жения,о т л и ч а Io щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных воэможностей устройства и повышения его точности, нуль-органы вы50 полнены в виде операционных усилителей, два крайних фотоприемника рас55

Эта цель достигается тем, что в

Фотоэлектрическом устройстве для определения положения границы объекта, содержащем оптическую систему с тремя фотоприемниками, например фотодиодами, три нуль-органа, элемент

ИЛИ и делитель напряжения, нульорганы выполнены в виде операционных усилителей, два крайних фотоприемника расположены симметрично по отношению к центральному, выходы крайних фотоприемников соединены с входами двух параллельно и противо- фазно включенных нуль-органов, между их входами включен делитель напряжения, средняя точка которого соединена с одним входом третьего нульоргана, второй вход которого соедийен с выходом центрального фотоприемника, .а входы элемента ИЛИ соединены с выходами противофазно включенных нуль-органов и средней точкой делителя напряжения.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит три фотоприемника 1-3, оптические входы которых представляют собой зоны 1. 1, 2. 1 и,3. 1, расположенные в плоскости изображения оптической системы (не показана), нуль-органы 4-6, выполненные в виде операционных усилителей, делитель 7 напряжения и элемент 8 ИЛИ.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии изображения штриховой отметки в плоскости изображения оптической системы на входах нульорганов устанавливаются равные потенциалы, соответствующие равным уровням освещенности в зонах 1. 1, 2. 1 и 3. 1.

Вследствие синфазности сигналов на входах нуль-органов 5 и 6 на их выходах устанавливаются нулевые уровни напряжения, а на входах нуль-органа 4 - разные уровни входных потенциалов. При появлении изображения штриховой отметки в зоне 1. 1 (или 3. 1) на выходе фотоприемника

1 устанавливается высокий потенциал, являющийся сигналом, регистрирующим

I обнаружение штриховой отметки в зоне измерения. Одновременно с этим на виде скачка напряжения на его выходе, что является сигналом точного определения положения края штриховой отметки или грани объекта.

Использование изобретения позволяет работать как в режиме обнаружения штриховой отметки или области с отличным от фона уровнем освещенности, так и е режиме точного определения положения ее края без необходимости переключения режимов работы, что требуется, например, при необходимости автоматического снижения скорости в режиме управления точным позицированием исполнительных механизмов.

Работа устройства не зависит от абсолютных значений уровней освещенности, изменений соотношения освещенностей фона и объекта (темный или светлый фон), что расширяет область его. применения.

Формула изобретения положены симметрично по отношению к центральному, выходы крайних фотоприемников соединены с входами двух параллельно и противофазно включенных нуль-органов, между их вкодами

930008

Составитель А.Куликов

Редактор Т.Кугрышева Техред М.Надь Корректор М.Демчик

Заказ 3448/50 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 включен делитель напряжения,.средняя точка которого соединена с одним входом третьего нуль-органа, второй вход которого соединен с выходом центрального фотоприемника, а входы элемента ИЛИ соединены с выходами про-. тивофазно включенных нуль-органов и средней точкой делителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Воронцов Л.Н. Фотоэлектрические системы контроля линейных величин.

М., "Машиностроение", 1965, с. 121, 2. Патент ФРГ Р 1623765, . кл. G 01 0 18/00 (прототип).