RU1768974C - Волоконно-оптическое устройство дл считывани меток - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  положени  объекта, за счет использовани  линейного участка функции передачи второго приемного канала. Указанна  цель достигаетс  благодар  введению в устройство двух делителей 7, 23 напр жени , двух компараторов 8,12 блока 15 логики, аналого-цифрового преобразовател  22 и регистратора 16 положени  границы метки. Цепи делителей и компараторов обеспечивают выделение зоны измерени , соответствующей линейному участку функции передачи приемного канала, в которой измерительна  информаци  с аналого-цифрового преобразовател  поступает на регистратор положени  границы метки. 2 ил.

Description

XI

N

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике л может быть использовано дл  контрол  положени  объекта.

По основному авторскому свидетельству (за вка № 4496640/ 24-28 МКИ 4 G 01 В 21/00, положительное решение от 18.08.89г.) известно волоконно-оптическое устройство дл  считывани  меток, содержащее подвод щий световод, два отвод щих световода, источник излучени , оптически св занный с входным торцом подвод щего световода, два фотоприемника, оптически св занные с выходными торцами отвод щих световодов расположены симметрично относительно оси выходного торца подвод щего световода, регистратор, последовательно соединенные первый делитель,вход которого подключен к выходу первого фотоприемника , первый компаратор и формирователь логического уровн , выход которого подключен ко входу регистратора, второй делитель, включенный между выходом второго фотоприемника и вторым входом первого компаратора, второй компаратор, выход которого подключен ко второму входу формировател  логического уровн , а входы - к выходам первого делител  и второго фотоприемника, и последовательно соединенные источник опорного напр жени  и третий компаратор, выход которого подключен к третьему входу формировател  логического уровн , а второй вход подключен к выходу первого делител , формирователь логического уровн  выполнен в виде двух последовательно соединенных триггеров, стробирующие входы которых  вл ютс  вторым и первым входами формировател  соответственно, установочные входы триггеров объединены и  вл ютс  третьим входом формировател , а выход второго триггера  вл етс  выходом формировател .

Недостатком данного устройства  вл етс  ограниченные функциональные возможности из-за отсутстви  информации о текущем положении границы метки при ее попадании в поле зрени  чувствительного элемента, что s свою очередь снижает точность и разрешающую способность, что необходимо при решении р да измерительных задач, например, в системах позиционировани .

Цель изобретени  - повышение точности измерени  положени  границы метки и расширение функциональных возможностей устройства считывани  меток,

Указанна  цель достигаетс  тем, что волоконно-оптическое устройство дл  считывани  меток по за вке № 4496640/24-28 МКИ4 G 01 В 21/00, положительное решение от 18.08.89г., содержащее подвод щий световод, два отвод щих световода, источник излучени , оптически св занный с входным торцом подвод щего световода, два

фотоприемника, оптически св занные с выходными торцами отвод щих световодов соответственно, входные торцы отвод щих световодов расположены симметрично относительно оси выходного торца подвод 0 щего световода, регистратор, последовательно соединенные первый делитель , вход которого подключен к выходу первого фотоприемника, первый компаратор и формирователь логического уровн ,

5 выход которого подключен ко входу регистратора , второй делитель, включенный между выходом второго фотоприемника и вторым входом первого компаратора, второй компаратор, выход которого подключен

0 ко второму входу формировател  логического уровн , а аходы к выходам первого делител  v, второго фотоприемника, последовательно соединенные источник опорного напр жени  и третий компаратор, выход

5 которого подключен к третьему входу формировател  логического уровн , а второй вход подключен к выходу первого делител , формирователь логического уровн  выполнен в виде двух последовательно соединен0 ных триггеров, стробирующие входы которых  вл ютс  вторым и первым входами формировател  соответственно, установочные входы триггеров объединены и  вл ютс  третьим входом формирователи, а

5 выход триггера второго  вл етс  выходом формировател , снабжено последовательно соединенными третьим делителем, вход которого подключен к выходу первого фотоприемника , четвертым компаратором, бло0 ком логики и вторым регистратором положени  границы метки, последовательно соединенными четвертым делителем, вход которого подключен к выходу первого фотоприемника и п тым компаратором, вы5 ход которого подключен ко второму входу блока логики, последовательно соединенными блоком вычитани , вход которого подключен к выходу второго фотоприемника, и аналого-цифровым преобразователем, вы0 ход которого подключен ко второму входу второго регистратора положени , вторые входы четвертого и п того компараторов подключены к выходу второго фотоприемника , вторые входа блока вычитани  и ана5 лого-цифрового преобразовател  подключены к выходу первого делител , а третий вход блока логаки подключен к выходу третьего компаратора.

Новым свойством предлагаемого устройства  вл етс  возможность определени  текущего положени  границы метки в зоне срабатывани  устройства за счет использовани  линейного участка функции передачи второго приемного канала.

На фиг.1 представлена блок-схема; на фиг.2 - диаграммы сигналов блоков устройства .

Волоконно-оптическое устройство дл  считывани  меток содержит волоконно-оп- тическую систему 1, подвод щий световод 2 и два отвод щих световода 3, А с общим торцом, предназначенным дл  оптической св зи с метками, торцы отвод щих световодов 3, 4 в общем торце расположены симметрично относительно оси выходного торца подвод щего световода 2, источник 5 излучени , последовательно соединенные первый фотоприемник 6, оптически св занный со световодом 3, первый делитель 7,. первый компаратор 8, формирователь 9 логического уровн  и регистратор 10, последо- вательно соединенные второй фотоприемник 11, второй компаратор 12, выход которого соединен со вторым входом формировател  9 логического уровн  последовательно соединенные источник 13 опорного напр жени , третий компарьтор 14, блок 15 логики и регистратор 16 положени  границы метки последовательно соединенные третий делитель 17, четвертый компаратор 18, выход которого соединен со вторым входом блока 15 логики, последовательно соединенные четвертый делитель 19 и п тый компаратор 20, выход которого соединен с третьим входом блока 15 логики, последовательно соединенные блок 21 вычитани  и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 22, выход которого соединен со вторым входом регистратора 16 положени  границы метки, второй делитель 23, вход которого соединен с выходом второго фотоприемника 11, а выход - со вторым входом первого компаратора 8, выход первого фотоприемника 6 соединен также со входами третьего делител  17 и четвертого делител  19, выход второго фотоприемника 11 соединен также со вторыми входами четвертого компаратора 18 и п того компаратора 20, а также с первым входом блока 21 вычитани , выход первого делител  7 соединен также со вторыми входами второго компаратора 12, третьего компаратора 14, блока 21 вычитани  и АЦП 22, выход третьего компаратора 14 соединен также с третьим входом формировател  9 логического уровн , который состоит из последовательно соединенных триггера 24, стробирующий вход которого  вл етс  первым входом формировател  9, и триггера 25, стробирующий вход которого  вл етс  вторым входом формировател  9, а выход -  вл етс  выходом формировател  9, установочные входы триггеров 24 и 25 объединены и  вл ютс  третьим входом формировател  9, а второй вход

триггера 24 подключен к шине логического нул  устройства. Блок 15 логики может быть выполнен в виде логической схемы 3 ИЛИ- НЕ.

Устройство работает следующим обра0 зом.

В исходном состо нии метка находитс  вне пол  зрени  волоконно-оптической системы 1. При этом регистратор 16 положени  границы метки заперт логическим сигналом

5 О блока 15 логики. При перемещении метка попадает в поле зрени  системы 1, на выходах фотоприемников 6, 11 по вл ютс  напр жени , мгновенные значени  которых завис т от положени  границы метки отно0 сительно торца системы 1 и суммарного воздействи  неинформативных факторов, (например, интенсивности потока источника излучени , коэффициент отражени  поверхности объекта, прозрачности среды в

5 зазоре), вли ющих на распространение и отражение потока излучени  (фиг.2.а). Дальнейшее перемещение объекта приводит к попаданию границы метки Б область А (фиг.2), котора  характеризуетс  практиче0 ски линейной зависимостью выходного сигнала фотоприемника 11 от перемещени  метки относительно торца волоконно-оптической системы 1, в то врем  как выходной сигнал фотоприемника б достигает макси5 мального значени  и не зависит от перемещени .

Таким образом, при нахождении границы метки в области А на выходе блока 21 вычитани  формируетс  двупол рный сиг0 нал мгновенное абсолютное значение которого пропорционально рассто нию между текущим положением границы метки и точкой t1 (фиг.2.а), котора  принимаетс  за точку отсчета, а пол рность сигнала

5 определ ет взаимное пространственное положение метки относительно точки отсчета tl, при котором на выходе формировател  9 возникает импульс, передний фронт которого соответствует моменту считывани  мет0 ки.

Выход блока 21 вычитани  подключен к измерительному входу аналого-цифрового преобразовател  22, у которого на вход, предназначенный дл  подключени  опор5 ного напр жени , поступает сигнал с делител  7. Это позвол ет исключить вли ние неинформативных факторов на результат измерени  положени  границы метки, вследствие того, что величина сигналов на выходах блока 21 вычитани  и фотоприемника 6 в равной степени зависит от дрейфа источника 5 излучени  и других факторов, вли ющих на интенсивность отраженного от объекта потока,

Компараторы 18,20 совместно с делител ми 17, 19 служат дл  формировани  логических сигналов, свидетельствующих о нахождении границы метки в области А. Положение точек А1,А2, в которых срабатывают компараторы 18, 20, не зависит от вли ни  неинформативных факторов, т.к. сигнал, поступающий на компараторы 18, 20 (с делителей 17, 19 и фотоприемника 11} в одинаковой степени зависит от внешних воздействий. Это позвол ет обеспечить регистрацию смещени  границы метки в пределах заданной верхней границы динамического диапазона. Регулировка границ диапазона (исход  из заданной линейности или других условий,осуществл етс  путем регулировки коэффициента передачи делителей 17,19.

Логические сигналы компараторов 18, 20 обрабатываютс  блоком 15 логики совместно с логическим сигналом, формируемым цепью, содержащей источник 13 опорного напр жени  и компаратор 14, предназначенной дл  повышени  помехоустойчивости устройства. Комбинаци  трех сигналов логического нул  на входах блока 15 логики приводит к формированию разрешающего сигнала, поступающего на вход управлени  работы регистратора 16 положени  границы метки.

Таким образом, по отношению к прототипу , благодар  введению канала регистрации положени  границы метки, предложенного сочетани  блоков и св зей возможна однозначна  регистраци  поло0

5

0

5

0

5

жени  и смещени  границы метки относительно точки, соответствующей моменту срабатывани  регистратора 10, вне зависимости от вли ни  неинформативных факторов , что позвол ет повысить точность измерени  положени  метки и расширить функциональные возможности волоконно- оптического устройства дл  считывани  меток .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Волоконно-оптическое устройство дл  считывани  меток по авт.св.№ 1626085, о т- личающеес  тем, что, с целью повышени  точности, за счет использовани  линейного участка функции передачи второго приемного канала, оно снабжено последовательно соединенными третьим делителем, четвертым компаратором, блоком логики и регистратором положени  границы метки, последовательно соединенными четвертым делителем и п тым компаратором, выход которого соединен с зторым входом блока логики, последовательно соединенными блоком вычитани  и аналого-цифровым преобразователем , выход которого соединен с вторым входом регистратора положени  границы метки, выход первого фотоприемника соединен также с входами третьего и четвертого делителей, выход второго фотоприемника соединен также с вторыми входами четвертого и п того компараторов и с входом блока вычитани , выход первого делител  соединен также с вторыми входами блока вычитани  и аналого-цифрового преобразовател , а выход третьего компаратора соединен с третьим входом блока логики.

   -о

   s

   е