CS240366B1

CS240366B1 - Position photoelectric sensing device

Info

Publication number: CS240366B1
Application number: CS836372A
Authority: CS
Inventors: Marian Vajicek; Jan Godal; Pavol Kriska
Original assignee: Marian Vajicek; Jan Godal; Pavol Kriska
Priority date: 1983-09-02
Filing date: 1983-09-02
Publication date: 1986-02-13
Also published as: CS637283A1

Abstract

Řešení se týká zařízení k fotoelektrickému snímání polohy. Podstatou zařízení podle vynálezu je, že generátor tvarových kmitů je tvořen blokovocím oscilátorem, skládajícím se z - fototranzistoru, který je svým emitorem připojen jednak na bázi prvního tranzistoru, jehož kolektor je spojen s kolektorem fotor tranzistoru, jednak s prvým vývodem prvního rezistoru a s prvním vývodem druhého rezistoru a jehož emitor je spojen s prvním vývodem prvního kondenzátorů a prvým vývodem třetího rezistoru, přičemž druhý vývod třetího rezistoru je spojen s prvým vývodem čtvrtého rezistoru, který je svým dru-. hým vývodem spojen s emitorem druhého tranzistoru, jehož báze je spojena s druhým vývodem prvního kondenzátorů a s druhým vývodem prvního tranzistoru, jehož kolektor je připojen ke katodě fotodiody, jejíž anoda je připojena k druhéhmu vývodu druhého rezistoru a tvoří současně výstup blokovacího oscilátoru, který je připojen k nabíjecímu obvodu, jehož výstup je připojen k výkonnému členu.The invention relates to a photoelectric device position sensing. The essence of the device according to the invention is that the waveform generator is formed by blocking an oscillator consisting of a - phototransistor, which is connected to its emitter first, on the basis of the first transistor of which the collector is connected to the photor collector of the transistor, and the first of the first the resistor and the first outlet of the other the resistor and whose emitter is connected to the first one first condenser outlet and first outlet the third resistor, the second terminal the third resistor is connected to the first terminal the fourth resistor, which is its second. connected to the emitter of the other a transistor whose base is connected to the other the first condenser outlet and the other the outlet of the first transistor whose collector is connected to a cathode of a photodiode whose anode is connected to the other terminal of the other the resistor and simultaneously form the blocking output an oscillator that is connected to the charger a circuit whose output is connected to executive member.

Description

Vynález se týká zařízení k fotoelektrické- * mu snímání polohy.The invention relates to a device for photoelectric position sensing.

Fotoelektrické snímače polohy, reagující na procházející clonu nebo ná odražené světlo, nacházejí své uplatnění zejména v textilních strojích při kontrole celistvosti svazků textilních vláken. Vysoké nároky, kladené na spolehlivou funkci snímačů při půso-, bení různých rušivých vlivů ke stále odolnějším konstrukcím. Při přísných požadavcích na správnou funkci snímače při změnách vnějšího osvětlení, při vysokých odtahových rychlostech svazku a při dalších rušivých vlivech se, jako nejvýhodnější jeví sledování každého svazku textilních vláken v samostatné vodicí drážce.Photoelectric position sensors reacting to transmitted aperture or reflected light find their application especially in textile machines for checking the integrity of textile fiber bundles. The high demands placed on the reliable function of the transducers in the operation of various interferences to ever more durable constructions. In the case of strict requirements for the correct functioning of the sensor in the case of changes in external illumination, at high winding speeds and other disturbances, it is most advantageous to observe each bundle of textile fibers in a separate guide groove.

, Jeden ze známých způsobů využívá fotocitllvý \prvek uložený na dně vodicí drážky, kde po průchodu volného konce svazku dochází k osvětlení tohoto prvku vnějším osvětlením místnosti. Nevýhodou tohoto způsobu je citlivost na rušivé změny vnějšího osvětlení. Jiný způsob využívá uspořádání ve tvaru závory, kde je světelný zdroj a přijímač umístěný v drážce kolmo na směr přecházejícího svazku. Nevýhodou tohoto· způsobu při napájení samostatným zdrojem světla je nízká odolnost na vnější záblesky : a reflexní odrazy světla. Jiný způsob využívá impulsní světelný zdroj se synchronizovaným přijímačem. Při sledování pohybujícího se svazku však dochází ke krátkodobým rušivým odcloněním, které se vyskytují zejména při stále častějším zpracovávání chemických vláken. Ani tento způsob není odolný vůči vyskytujícím se rušivým vlivům.One known method utilizes a photosensitive element disposed on the bottom of the guide groove, where after passing through the free end of the bundle, the element is illuminated by external illumination of the room. The disadvantage of this method is the sensitivity to disturbing changes in external lighting. Another method utilizes a bar-shaped arrangement wherein the light source and the receiver are located in a groove perpendicular to the direction of the passing beam. The disadvantage of this method when powered by an independent light source is its low resistance to external flashes: and reflective light reflections. Another method uses a pulsed light source with a synchronized receiver. However, when monitoring the moving beam, there are short-term disturbing shadings, which occur, in particular, in the increasingly frequent processing of chemical fibers. Even this method is not resistant to the occurring disturbances.

Nevýhody dosavadního stavu techniky do značné míry odstraňuje zařízení k fotóelektriekému snímání polohy podle vynálezu, jehož podstatou je, že generátor tvarových kmjtů je tvořen blokovacím oscilátorem, skládajícím se z fototranzistoru, který je svým emitorermpřipojen jednak na bázi prvního tranzistoru, jehož kolektor je spojen s¹ kolektorem fototranzistoru, jednak s prvním vývodem prvního rezistoru a s prvním vývodem druhého rezistoru a jehož emitor je spojen s prvním vývodem prvního kondenzátoru a prvým vývodem třetího rezistoru, přičemž druhý vývod třetího rezistoru je spojen š prvým vývodem čtvrtého rezistoru, který je svým druhým vývodem spojen s emitorem druhého tranzistoru, jehož báze je spojena s druhým vývodem prvního kondenzátoru a s druhým vývodem prvního tranzistoru, jehož kolektor je připojen ké katodě fotodiody, jejíž anoda je připojena k druhému vývodu druhého rezistoru a tvoří současně vývod blokovacího oscilátoru, který je připojen k nabíjecímu obvodu, jehož výstup je připojen k výkonnému členu.Disadvantages of the prior art are largely eliminated by the device for fotóelektriekému position sensing according to the invention, which is characterized in that the generator shape kmjtů consists blocking oscillator consisting of a phototransistor, which is its emitorermpřipojen both on the base of the first transistor whose collector is connected to ^one a phototransistor collector, first with the first terminal of the first resistor and with the first terminal of the second resistor and whose emitter is connected to the first terminal of the first capacitor and the first terminal of the third resistor, the second terminal of the third resistor is connected to the first terminal of the fourth resistor; a second transistor emitter whose base is connected to the second terminal of the first capacitor and to the second terminal of the first transistor, the collector of which is connected to the cathode of the photodiode, the anode of which is connected to the second terminal of the second terminal blocking oscillator, which is connected to a charging circuit, whose output is connected to the executive member.

Výhodou zařízení k fotoelektrickému snímání polohy podle vynálezu je, že snímač reaguje jen na vzájemnou optickou vazbu vysílače, tvořeného například fotodiodou a přijímače, tvořeného například fototranzistorem, přičemž vytvořená vazba musí trvá! alespoň po předem nastavenou dobu.An advantage of the photoelectric position sensing device according to the invention is that the sensor only reacts to the optical coupling of a transmitter, for example a photodiode, and a receiver, for example a phototransistor, whereby the bonding must take place. at least for a preset time.

, Vynález je blíže popsán podle přiložených výkresů, kde na obr. 1 je znázorněno schéma zapojení fotofelektrického snímače polohy a na obr. 2 je znázorněná závislost napětí Ui na vstupu výkonového stupně a napětí Uz na vstupu nabíjecího obvodu v čase t.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 shows the wiring diagram of a photofelectric position sensor and Figure 2 shows the dependence of voltage Ui on power stage input and voltage Uz on charging circuit input at time t.

Na obr. 1 je znázorněno zapojení fotoelektrického snímače polohy podle vynálezu. Fotoelektrický snímač polohy sestává z blokovacího oscilátoru 1, který je svým výstupem připojen na vstup nabíjecího obvodu 2, jehož výstup je spojen še vstupem výkonového stupně 3. Blokovací oscilátor 1 sestává z fototranzistoru 4, který je svým emitorem připojen na bázi prvního tranzistoru 5, jehož kolektor je spojen s kolektorem fototranžištoru 4, s prvním vývodem prvního rezistoru B a s prvním vývodem druhého rezistoru 7, Emitor prvního tranzistoru 5 je spojen s prvním vývodem prvního kondenzátoru 8, s prvním vývodem třetího rezistoru 9, jehož druhý vývod je spojen s prvím vývodem čtvrtého rezistoru 10. Druhý vývod čtvrtého rezistoru 10 je'spojen s emitorem’, druhého tranzistoru 11, jehož báze je. spojena s druhým vývodem prvního kondenzátoru 8 a s druhým vývodem prvního rezistoru 5 a jehož kolektor je připojen k anodě fotodiody 12, jejíž ajioda je připojena ke druhému vývodu druhého rezistoru 7 a tvoří současně výstup blokovacího oscilátoru 1. Nabíjecí obvod 2 je svým vstupem připojén na první vývod druhého kondenzátoru 13, jehož druhý vývod je připojen ke katodě první diody 14 a k anodě druhé diody 15; Katoda druhé diody 15 je připojena k prvnímu vývodu odporového trimru 16, jehož druhý, s běžcem spojený vývod je připojen na první vývod pátého rezistoru 17 a první vývod třetího kondenzátoru 18. Druhý vývod třetího kondenzátoru 18 je spojen s anodou první diody 14 a s prvním vývodem šestého rezistoru 19, jehož druhý vývod, tvořící výstup nabíjecího obvodu 2, je spojen s druhým vývodem pátého rezistoru 17 a s prvním vývodem čtvrtého kondenzátoru 20, jehož druhý vývod je připojen k nulovému vodiči zařízení. Výkonový stupeň 3 je tvořen diakem 21, jehož první anoda tvoří vstup výkonového stupně 3 a jehož druhá anoda je připojena k řídicí elektrodě tyristoru 22, jehož katoda je připojena k nulovému vodiči zařízení a jehož anoda tvoří výstup výkonového stupně 3.FIG. 1 shows the wiring of a photoelectric position sensor according to the invention. The photoelectric position sensor consists of a blocking oscillator 1, whose output is connected to the input of a charging circuit 2, the output of which is connected to the input of power stage 3. The blocking oscillator 1 consists of a phototransistor 4 which is connected by its emitter based on the first transistor 5. the collector is connected to the phototransistor collector 4, the first terminal of the first resistor B and the first terminal of the second resistor 7, the emitter of the first transistor 5 is connected to the first terminal of the first capacitor 8, the first terminal of the third resistor 9, the second terminal is connected to the first terminal of the fourth The second terminal of the fourth resistor 10 is connected to the emitter of the second transistor 11 whose base is. connected to the second terminal of the first capacitor 8 and to the second terminal of the first resistor 5 and whose collector is connected to the anode of the photodiode 12, whose ai is connected to the second terminal of the second resistor 7 and simultaneously forms the output of the blocking oscillator 1 a second capacitor 13 terminal, the second terminal of which is connected to the cathode of the first diode 14 and to the anode of the second diode 15; The cathode of the second diode 15 is connected to the first terminal of the resistor trimmer 16, the second of which is connected to the first terminal of the fifth resistor 17 and the first terminal of the third capacitor 18. The second terminal of the third capacitor 18 is connected to the anode of the first diode 14 and the first terminal. The second terminal forming the output of the charging circuit 2 is connected to the second terminal of the fifth resistor 17 and to the first terminal of the fourth capacitor 20, the second terminal of which is connected to the neutral conductor of the device. The power stage 3 is formed by a diac 21, whose first anode forms the input of power stage 3 and whose second anode is connected to the control electrode of the thyristor 22, whose cathode is connected to the neutral conductor of the device and whose anode forms the output of power stage 3.

Činnost blokovacího oscilátoru 1 je podmíněná vytvořením vzájemné optické vazby vysílače, například fotodiody 12 a přijímače, například fototranzistoru 4. V případě, že se mezi vysílačem a přijímačem nachází clona, protéká fotodiodou 12 jen klidový proud potřebný pro vytvoření optické vazby s přijímačem. Pracovní bod druhého tranzistoru 11 je nastaven prvním rezistorem 6 a dru240360 hým rezistorem 7. Vytvořením přímé optické vazby mezi fotodiodou 12 a fototranzistorem 4 vzniká kladná zpětná vazba přes první kondenzátor 8 spolu s optickým spojením. To způsobí, že se první tranzistor 5 dostane do saturovaného stavu. Na třetím rezistoru 9 se objeví rozdíl napájecího napětí U„ a saturačního napětí prvního tranzistoru 5. Obrácenou polaritou tohoto napětí je v okamžiků saturace přes první kondenzátor 8 zablokovaný druhý tranzistor 11 do té doby, dokud se první kondenzátor 8 nenabije na spínací napětí druhého tranzistoru 11 a znovu nasadí optoelektrická vazba. Čtvrtý rezistor 10 slouží ke tvarování obdélníkových impulsů na výstupu blokovacího oscilátoru 1.The operation of the blocking oscillator 1 is conditioned by the mutual optical coupling of the transmitter, for example the photodiode 12 and the receiver, for example the phototransistor 4. In the event that there is an aperture between the transmitter and the receiver, only the bias current required to form the optical coupling with the receiver flows. The operating point of the second transistor 11 is set by the first resistor 6 and the second 24040 by the resistor 7. By providing a direct optical coupling between the photodiode 12 and the phototransistor 4, a positive feedback is produced through the first capacitor 8 together with the optical coupling. This causes the first transistor 5 to become saturated. On the third resistor 9 the difference between the supply voltage U 'and the saturation voltage of the first transistor 5 appears. The reverse polarity of this voltage is blocked at the moment of saturation through the first capacitor 8 the second transistor 11 until the first capacitor 8 is charged to the switching voltage of the second transistor 11. and re-attach the optoelectric coupling. The fourth resistor 10 is used to form rectangular pulses at the output of the blocking oscillator 1.

Záporným výstupním impulsem, přivedeným na vstup nabíjecího obvodu 2 se přes první diodu Í4 nabíjí druhý kondenzátor 13. Po skončení impulsu se nábojem druhého kondenzátorů 13 přes druhou diodu 15 a odporový trimr 16 nabije třetí kondenzátor 18.A negative output pulse applied to the input of the charging circuit 2 charges the second capacitor 13 via the first diode 14. After the pulse has ended the charge of the second capacitors 13 through the second diode 15 and the resistance trimmer 16 charges the third capacitor 18.

Claims

Apparatus for photoelectric position sensing, characterized in that the waveform generator is constituted by a blocking oscillator (1) consisting of a phototransistor (4) connected by its emitter on the one hand to the first transistor (5) whose collector is connected to the collector a phototransistor (4), first with the first terminal of the first resistor (6) and with the first terminal of the second resistor (7) and whose emitter is connected to the first terminal of the first capacitors (8j and the first terminal of the third resistor (9); ) is the 'Repeat pulse charges the third capacitor 18 so that the switch' the more element, for example of diac 21, the control voltage at a first anode increases the size of the power supply. When the control voltage reaches the switching threshold U _n i diac 21 will to switch on the thyristor 22. The time that elapses between the moment when the blocking oscillator 1 is put on and the moment it is closed power element, thyristor 22 is set by resistance trimmers 16th sixth resistor 19 serves to discharge the capacitor 12 in the short-shielding sensor. The fourth capacitor 20 has an interference suppression function and, together with the control voltage generation of power stage 3, provides protection against disturbing pulses spreading from the power supply of the working machine.

The invention can advantageously be used in textile machines for checking the integrity of textile fibers or bundles of textile fibers.

BACKGROUND OF THE INVENTION connected to a first terminal of a fourth resistor (10), the second terminal of which is connected to an emitter of a second transistor (11) whose base is connected to a second terminal of the first capacitors (8) and a second terminal of the first transistor (5) connected to the cathode of the photodiode (12), the anode of which is connected to the second terminal of the second resistor (7) and simultaneously forms the output of the blocking oscillator (1), which is connected to the charging circuit (2) ).