DE2824697C2 - Photoelektrischer Drehzahlgeber - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

4) die Leuchtdiode (2) in Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke (8,10) eines NPN-Darlington-Transistors (6) geschaltet ist,

5) die negative Elektrode des lichtempfindlichen Bauelementes (4) mit der Basis (11) des Darlington-Transistors (6) und mit einem hochohmigen Festwiderstand (9) verbunden ist,

6) die Reihenschaltung aus lichtempfindlichem Bauelement (4) und Festwiderstand (9) der Reihenschaltung aus Darlington-Transistor (6) und Leuchtdiode (2) parallel geschaltet ist,

7) diese beiden Reihenschaltungen über einen gemeinsamen externen Arbeitswiderstand (13) mit ein«.r Betriebsspannungsquelle (+Ub) verbunden sind.

2. Photoelektrischer Drehzahlgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennze .nnet, daß der im wesentlichen aus einer Leuchtdiode (2), einem lichtempfindlichen Bauelement (4), einem NPN-Darlington-Transistor (6) und einem Festwiderstand (9) bestehende Drehzahlgeber auf einer Printplatte (1) angeordnet ist, und daß der Drehzahlgeber über eine zweipolige Durchführung (A. B) mit Steckverbindung und einen Arbeitswiderstand (13) mit einer externen Spannungsquelle (+ Un) verbunden ist.

3. Photoelektrischer Drehzahlgeber nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine externe Meßwertverarbeitung (15) die Spannungsänderungen am externen Arbeitswiderstand (13) über einen Kondensator(14) auskoppelt.

4. Photoelektrischer Drehzahlgeber nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauskopplung für die externe Meßwertverarbeitung mit Hilfe eines Optokopplers (16) durchgeführt wird, daß die Sendediode (17) des Optokopplers (16) in Reihe mit dem externen Arbeitswiderstand (13) geschaltet ist, und daß als Empfangselement eine Photodiode oder ein Pholo-Transistor (19) verwendet wird.

Die Erfindung betrifft einen photoelektrischen Drehzahlgeber nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist ein photoelektrischer Drehzahlgeber bekannt. (DE-AS 10 18 660) bei dem auf dem rotierenden Maschinenteil, dessen Drehzahl gemessen werden sol!, Hell-Dunkel-Markierungen angebracht sind, die von einer kontinuierlich leuchtenden Glühlampe oder Leuchtdiode mit sichtbarem oder Infrarotlicht angestrahlt werden. Das von den Hell-Dunkel-Markierungen reflektierte Licht fällt auf einen lichtempfindlichen Detektor und wird in diesem in elektrische Signale umgewandelt. Diese bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß die Zuführung der Betriebsspannung für die Lichtquelle und die Ausspeisung des Drehzahlsignales über getrennte Leitungen erfolgt, so daß insgesamt mindestens drei Anschlüsse erforderlich siod. Ein anderer Nachteil der bekannten Einrichtung besteht darin, daß zum Erreichen eines befriedigenden Drehzahlsignales eine sorgfältige Justierung des Abstandes zwischen Maschinenteil und Drehzahlgeber und eine exakte Einstellung der Helligkeit der Lichtquelle erforderlich ist. Ferner können schon schwache Fremdlichteinflüsse zum Versagen dieser Meßeinrichtung führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen photoelektrischen Drehzahlgeber zu entwickeln, bei dem der Abstand zwischen Drehzahlgeber und rotierendem Maschinenteil und auch die Helligkeit des Beleuchtungselementes keinen wesentlichen Einfluß auf das Meßergebnis ausübt und das Meßsignal über die Versorgungsleitungen des Drehzalgebers ausgekoppelt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Tsil des Anspruches 1 angegebene Anordnung gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Amplitude des Drehzahlsignals weitgehend unabhängig von Änderungen des Abstandes zwischen Drehzahlgeber und Hell-Dunkel-Markierungen auf dem rotierenden Maschinenteil und von Änderungen der Bauelementempfindlichkeiten oder des Kontrastes der Hell-Dunkel-Markierungen infolge Alterung oder Verschmutzung und bei Fremdlichteinfall ist, daß die Einspeisung der Verorgungsspannung und die Auskopplung des Drehzahlsignales über den gleichen Anschluß erfolgen und daß der Aufwand an Bauelementen gegenüber bekannten Anordnungen stark reduziert ist und dadurch geringe Kosten anfallen und eine hohe Betriebssicherheit erreicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. I Photoelektrischer Drehzahlgeber mit kapazitiv angekoppelter externer Signalverarbeitung,

Fig. 2 Ankopplung der externen Meßwertverarbeitung über einen Opxokoppler.

Der in F i g. 1 dargestellte photoelektrische Drehzahlgeber besteht im wesentlichen aus einer Printplatte 1 von etwa 1 cm² Größe, auf der eine Leuchtdiode 2 zum Erzeugen eines vorbestimmten Lichtstromes 3, eine Photodiode 4 zum Aufnehmen eines reflektierten Teiles 5 des Lichtstromes 3 und ein NPN-Darlington-Transistor 6 zum Einstellen eines vorbestimmten Lichtstromes

3 an der Leuchtdiode 2 angeordnet ist. Die Leuchtdiode 2 ist mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Darlington-Transistors 6 in der Weise in Reihe geschaltet, daß dessen Emitter 8 mit der Anode der Leuchtdiode 2 verbunden ist, und daß parallel zu dieser Reihenschaltung aus Darlington-Transistor 6 und Leuchtdiode 2 eine Reihenschaltung aus der Photodiode 4 und einem Festwiderstand 9 in der Weise parallel geschaltet ist, daß der Festwiderstand auf den Kollektor 10 des Darlington-Τι ansistors 6 und die Anode der Photodiode

4 auf die Kathode der Leuchtdiode 2 geschaltet und die Kathode der Photodiode 4 mit der Basis Il des

Darlington-Transistors 6 verbunden ist

Der photoelektrische Drehzahlgeber ist innerhalb des den rotierenden Maschinenteil fest umschließenden Gehäuses 12 angeordnet Der Kontakt A einer zweipoligen Steckverbindung ist mit dem Kollektor 10 des Darlington-Transistors 6 und der Kontakt B mit der Kathode der Leuchtdiode 2 verbunden. Der Kontakt A der zweipoligen Steckverbindung kann über einen externen Arbeitswiderstand 13 mit dem positiven Pol -I- Ub und der Kontakt B der zweipoligen Steckverbindung mit dem negativen Pol — Ub einer Betriebsspannungsquelle verbunden werden. Über einen Kondensator 14 werden am externen Arbeitswiderstand 13 auftretende Spannungsäuderungen ausgekoppelt und einer externen Meßwertverarbeitung 15 zugeführt.

Der von der Leuchtdiode 2 emittierte Lichtstrom 3 wird mit Hilfe des Darlington-Transistors 6 den Erfordernissen entsprechend eingestellt Der von den Hcll-Dunkel-Markierungen des rotierenden Maschinenteiles 7 reflektierte Teil 5 des Lichtstromes 3 trifft auf die Photodiode 4 und ändert deren Sperrstrom, der bei Belichtung stark ansteigt. Dieses Ansteigen des Hellstromes entspricht einer scheinbaren Widerstandsverkleinerung. Dadurch wird die Basis 11 des Darlington-Transistors 6 netativ beaufschlagt und die Leitfähigkeit des Darlington-Transistors 6 reduziert. Der Festwiderstand 9 bewirkt, daß an der Kathode der Photodiode eine dem jeweiligen Innenwiderstand entsprechende Spannung anliegt. Diese Spannung ist gleichzeitig die Steuerspannung für den in Reihe mit der Leuchtdiode 2 geschalteten Darlington-Transistor 6. Ist z. B. der Lichteinfall auf die Photodiode 4 wegen eine:, veränderten Abstandes zwischen Drehzahlgeber und rotierendem Maschinenteil 7 oder wegen Verschmutzung der Oberfläche der Leuchtdiode 2 und/oder der Photodiode 4 sehr schwach, so ist die Photodiode 4 hochohmig. Das hat zur Folge, daß über den Festwiderstand 9 ein Basisstrom in den Darlington-Transistor 6 fließt, der den Darlington-Transistor 6 leitend macht. Die Folge davon ist, daß die Leuchtdiode 2 von einem höheren Strom durchflossen wird und eier von dieser emittierte Lichtstrom 3 ansteigt und den von der Photodiode 4 registrierten verminderten Lichteinfall ausgleicht. Im umgekehrten Fall, wenn also die Photodiode 4 ζ. B. wegen Verkleinerung des Abstandes zwischen Drehzahlgeber und rotierendem Maschinenteil 7 einen erhöhten Lichtstrom 5 erhält, wird die

ίο Photodiode 4 wieder niederohmig. Dadurch wird der von dem Darlington-Transistor 6 in die Leuchtdiode 2 eingespeiste Strom entsprechend verringert, so daß der die Photodiode 4 treffende Lichtstrom 5 herabgesetzt wird.

Dieser Regelmechanismus ist auch beim Wechsel der hellen und dunklen Markierungen auf dem rotierenden Maschinenteil 7 voll wirksam, so daß der Stromfluß durch die Leuchtdiode 2 und damit durch den externen Arbeitswiderstand 13 im Rhythmus der Heil-Dunkel-Markierungen moduliert wird und rias Drehzahlsignal als Wechselspannungsabfall am exit.nen Arbeitswiderstand 13 auftritt. Bei einer ausgeführten Schaltungsanordnung nach der Erfindung betrug der Spitzenwert der Signalamplitude 5 Volt. Sie war in einem weilen Regelbereich konstant und unabhängig von den bei bekannten Meßanordnungen auftretenden Störeinflüssen.

Fig. 2 zeigt eine modifizierte Form der Schaltungsanordnung nach der Erfindung. Hier ist anstelle des zum Auskoppeln des Meßsignales verwendeten Kondensators 14 ein Opto-Koppler 16 vorgesehen, dessen Sendediode 17 mit dem externen Arbeitswiderstand 13 in Reihe geschaltet ist. Mit dem Emitter 18 des Photo-Transistors 19 ist ein Arbeitswiderstand 20 in Reihe geschaltet, an dem das Meßsignal abfällt und über einen Kondensator 21 ausgekoppelt und der Meßwertverarbeitung 15 zugeführt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Photoelektrischer Drehzahlgeber mit folgenden Merkmalen

1) an der Oberfläche des rotierenden Maschinenteiles sind Hell-Dunkel-Markierungen angebracht,

2) die Hell-Dunkel-Markierungen werden von einer Leuchtdiode (2) angeleuchtet,

3) ein lichtempfindliches Bauelement (4) nimmt einen Teil des reflektierten, in seiner Intensität im Rhythmus des Hell-Dunkel-Wechsels, also drehzahlabhängig schwankenden Lichtes (5) auf,