SU1004752A1 - Photoelectric meter of rotating part displacement - Google Patents

Photoelectric meter of rotating part displacement Download PDF

Info

Publication number
SU1004752A1
SU1004752A1 SU803218954A SU3218954A SU1004752A1 SU 1004752 A1 SU1004752 A1 SU 1004752A1 SU 803218954 A SU803218954 A SU 803218954A SU 3218954 A SU3218954 A SU 3218954A SU 1004752 A1 SU1004752 A1 SU 1004752A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
amplifier
input
inputs
photocell
Prior art date
Application number
SU803218954A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Алексеевич Томилин
Юрий Николаевич Самсонов
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2431
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-2431 filed Critical Предприятие П/Я В-2431
Priority to SU803218954A priority Critical patent/SU1004752A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1004752A1 publication Critical patent/SU1004752A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к устройствам дл  измерение перемещений вращающихс  деталей бесконтактным методом и может быть использовано в приборостроительной и машиностроительной npONftomneHHocTH.The invention relates to a measurement technique, in particular, to devices for measuring the movements of rotating parts by a non-contact method and can be used in instrument-making and engineering npONftomneHHocTH.

Известен фотоэлектрический датчик угловых перемещений, содержащий источник излучени , диафрагму, фотоприемник , усилитель и регистрирукицйй прибор. Диафратма выполнена в виде стекл нного диска с нанесенными на нем спиральными лини ми l3.A photoelectric angular displacement sensor is known that contains a radiation source, a diaphragm, a photodetector, an amplifier and a recording device. The diaphragm is made in the form of a glass disk with spiral lines l3 applied on it.

Недостаткгиии этого датчика  вл ютс  большие габариты, невозможность измерени  осевых перемещений подвижной системы (вала) и недостаточна  точность измерени .The disadvantage of this sensor is its large size, the impossibility of measuring the axial displacements of the moving system (shaft), and insufficient measurement accuracy.

Наиболее близким к предлагаемому .по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  фотоэлектрический измеритель перемещений вращающихс  деталей, содержащий фотоэлемент , соединенные последовательно первый ключевой элемент и первый запоминающий блок,регистратор 2).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a photoelectric measuring instrument for moving the rotating parts, containing a photocell, connected in series the first key element and the first storage unit, the recorder 2).

Известное устройство характеризуетс  невозможностью учета осевых перемещений вращающихс  деталей.The known device is characterized by the impossibility of taking into account the axial movements of the rotating parts.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение измерени  осевых перемещений деталейПоставленна  цель достигаетс  тем, что измеритель, содержащий фотоэлемент, соединенные последовательно первый ключевой элемент и первый запоминающий блок, регистратор , снабжен источником с.ветового The aim of the invention is to provide measurement of axial movements of parts. The goal is achieved by the fact that a meter containing a photocell, a first key element connected in series and a first storage unit, the recorder, is provided with a source of light.

10 излучени , щелевой диафрагмой, св зываемой с исследуемой деталью и установленной по ходу светового -луча, ось симметрии которой перпенд1 кул  эна оптической оси источника свето15 вого излучени , двум  компараторами, соединенными последовательно вторым : ключевым элементом, вторым запоминающим блоком, сумматором и усилителемдискриминатором , генератором опор-, 10 radiation, a slit diaphragm associated with the test piece and installed along the light beam, the axis of symmetry of which is the perpendicular to the optical axis of the light source, two comparators connected in series by the second: the key element, the second storage unit, the adder and the discriminator, generator support-,

Claims (2)

20 ного напр жени , подключенным к втот рому входу усилител -дискриминатора выход которого соединен с источником светового излучени , усилителем, выход которого соединен с регистрато25 -ром, и элементом ИЛИ, каждый из входов KOTOpoio подключен к выходу соответствующего компаратора, а выход-к вторым входам ключевых элементов, выходы первого и второго запоминаю30 . щих .блоков соединены с вторыми входами компараторов, второй вход сумматора соединен с выходом первого запоминающего блока и вторьлм. входом усилител , первый вход которого сое динен с выходом второго запоминающе блока, а фотоэлемент выполнен в ви де квадрантного фотоприемника,кажды из выходов которого соединен с в.ходом соответствующего компаратора, ось симметрии фотоэлемента параллел на оси симметрии щелевой диафрагмы. На чертеже представлен фотоэлектрический измеритель. Измеритель состоит из источника 1 светового излучени , щелевой диафрагмы 2, св занной с исследуемой деталью, фотоэлемента 3, в виде квадрантного фотоприемника, и элект рической ,схемы измерени , содержащей два компаратора 4 и 5, первый и второй ключевые элементы 6 и 7, элемент 8 ИЛИ, первый и второй запоминающие блоки 9 и 10, последовательно соединенные сумматор 11 и усилитель-дискриминатор 12, генератор 13 опорного йапр жени , последо вательно Соединенный усилитель 14 и регистратор 15 соответственно, первые и вторые компараторы 4 или 5 ключевые элементы 6 и 7 и запоминаю щие блоки 9 или 10 соединены послеДовательно , а выходы последних подключены к сумматору 11 и усилителю 14, а также соответственно к вторы входам первого и второго компараторов , а вход и выход усилител дискриминатора 12 соединен соответственно с генератором 13 опорного .напр жени  и с источником 1 светового излучени . Измеритель работает следующим образом. Источник 1 излучени , например светодиод, .генерирует поток излучени , например, инфракрасного или видимого света, падаю1цийНа телевуюдиафрагму 2, соосно закрепленную на детали, осевое перемещение которой измер етс . Часть потока излучени , пропуска ема  диафрагмой 2, падает на площадки фотоэлемента 3, вызыва  по вление фототока. Амплитуда импульсов фототока определена завис щим от ос вого перемещени  диафргигмы 2 положенрем п тна излучени  на площадках фотоэлемента 3, частота импульсов равна удвоенной частоте вращени  детали., а форма импульсов зависит от конструктивного выполнени  диафрагмы 2. Оптимальной  вл етс  щеле ва  диафрагма 2, обеспечивающа  трапецеидальную форму импульсов с .отношением периода следовани  к дли тёльност импульса, равным двум. Сигналы, снимаемые с выходов фотоэлемента 3, сравниваютс  на ком параторах 4 и 5 с сигналами обратной св зи, подаваемымис выходов запоминающих блоков 9 и 10 на опорные входы компараторов 4 и 5. Если сигнал обратной св зи меньше сигнала, снимаемого с фотоэлементов 3, то на выходе компаратора 4 или 5 возникает низкий уровень напр жени , если сигнал обратной св зи больше сигнала, снимаемого с элемента 3, то на выходе компаратора 4 или 5 возникает соответственно высокий уровень напр жени . Сумма амплитуд импульсов фототока , снимаемых с выходов фотоэлемента 3.в виде квадрантного фотоприемника, не зависи,т от осевого перемещени  диафрагмы 2 и  вл етс  посто нной величиной, поэтому всегда компараторы 4 и 5 при сравнении импульсов наход тс  в разных состо ни х. Элемент 8 ИЛИ выдает открывающий ключевые элементы 6 и 7, сигнал, если на его входы приходит низкий уровень напр жени  с любого компаратора 4 или 5. Сигнсшы с выходов компараторов 4 и 5 через ключевые элементы 6 и 7 поступают на входы запоминающих блоков 9, 10 и измен ют сигналы на их выходах таким образом, чтобы разностный сигнал на входах ком.параторов 4 и 5 стал нулю. Таким образом, сигналы на выходах запоминающих блоков 9 и 10 позвол ют отслеживать амплитуду импульсных сигналов фотоэлемента 3 и не завис т от частоты вращени  детали. Далее сигналы суммируютс  с разными знаками на усилителе 14, выполненном вместе с апериодическим звеном дл  фильтрации шумов, и поступают на регистратор 15, например, цифровой вольтметр или самописец. Стабилизаци  потока излучени  производитс  с помощьюсумматора 11, сигнал на выходе которого не зависит от положени  диафрагмы 2, а зависит от потока излучени , и подаетс  на вход усилител -дискриминатора 12, на другой вход которого подано опорное напр жение от генератора 13. Выходное напр жение усилител -дискриминатора 12 подаетс  на вход источника 1 излучени , поддержива  поток излучени ,падающий на фотоэлемент 3, таким образом, чтобы разница сигналов на входах усилител -дискриминатора 12 была равна нулю. Таким образом, за счет обеспечени  измерени  осевых перемещений деталей устран ютс  св занные с этим погрешности и повышаетс  точность и стабильность измерений в 10-20 раз. Формула изобретени  Фотоэлектрический измеритель перемещений вращающихс  деталей, содержащий фотоэлемент, соединенные посл довательно первый ключевой элемент и первый запоминающий блок, регистратор , отличающийс  тем что, с целью обеспечени  измерени  осевых йеремещенийг он снабжен источником светового излучени , щелевой диафрагмой, св зываемой с иссле дуемой деталью и установленной по ходу светового луча, ось симметрии которой перпендикул рна оптической оси источника светового излучени , двум  компараторами, соединенными последовательно вторым ключевым элементом, вторым запоминающим блоком , сумматором и усилителем-дискриминатором , генератором опорного напр жени , подключенным к второму входу усилител -дискриминатора, выход которого соединен с источником светового излучени ,усилителем, выход которого соединен с регистратор ром, и элементом ИЛИ/ каждый из вхо дов которого подключен к выходу соответствующего компаратора, а выход к вторым входам ключевых элементе, выходы первого и второго запоминающих блоков соединены с вторыми вхо-. дами компараторов, второй вход сумматора соединен и выходом первого запоми нающего блока и вторым входом усилител , первый вход которого соединен с выходом второго запоминающего блока, а фотоэлемент выполнен в виде квадрантного фотоприемника, каждый из выходов которого соединен с входом соответствующего компаратора , ось симметрии фотоэлементам параллельна оси симметрии щелевой диафрагмы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 560137, кл. Q 01 В 11/26, 1975. 20 voltages connected to the second input of the amplifier –discriminator whose output is connected to a light source, an amplifier whose output is connected to the recorder, and an OR element, each of the KOTOpoio inputs is connected to the output of the corresponding comparator, and the output to the second the inputs of the key elements, the outputs of the first and second remember 30. The secondary blocks are connected to the second inputs of the comparators, the second input of the adder is connected to the output of the first storage unit and the second one. the input of the amplifier, the first input of which is connected to the output of the second storage unit, and the photocell is made as a quadrant photodetector, each of the outputs of which is connected to the input of the corresponding comparator, the axis of symmetry of the photocell parallel on the axis of the slit diaphragm. The drawing shows a photoelectric meter. The meter consists of a light source 1, a slit diaphragm 2 connected to the test piece, a photocell 3, in the form of a quadrant photodetector, and an electrical, measurement circuit containing two comparators 4 and 5, the first and second key elements 6 and 7, the element 8 OR, the first and second storage units 9 and 10, the series-connected adder 11 and the discriminator amplifier 12, the reference generator 13, the sequentially connected amplifier 14 and the recorder 15, respectively, the first and second comparators 4 or 5 key elements Copies 6 and 7 and memory blocks 9 or 10 are connected successively, and the outputs of the latter are connected to adder 11 and amplifier 14, as well as respectively to the second inputs of the first and second comparators, and the input and output of the amplifier of the discriminator 12 are connected respectively to the generator 13 of the reference. voltage and with light source 1. The meter works as follows. A radiation source 1, e.g. an LED, generates a flux of radiation, for example, infrared or visible light, falling onto a television diaphragm 2 coaxially mounted on a part, the axial displacement of which is measured. Part of the radiation flux transmitted by the diaphragm 2 falls on the photocell 3 sites, causing the appearance of a photocurrent. The amplitude of the photocurrent pulses is determined depending on the axial displacement of the diaphragm 2, the radiation spot on the photocell sites 3, the pulse frequency is equal to twice the frequency of rotation of the part, and the shape of the pulses depends on the design of the diaphragm 2. The optimum slit is the diaphragm 2, which provides trapezoidal pulse shape with a ratio of the period of the next to the length of the pulse of the pulse, equal to two. The signals taken from the outputs of the photocell 3 are compared on com parators 4 and 5 with the feedback signals supplied from the outputs of memory blocks 9 and 10 to the reference inputs of the comparators 4 and 5. If the feedback signal is less than the signal taken from the photo cells 3, then a low voltage level occurs at the output of comparator 4 or 5, if the feedback signal is greater than the signal taken from element 3, then a correspondingly high voltage level occurs at the output of comparator 4 or 5. The sum of the amplitudes of the photocurrent pulses taken from the photocell outputs 3. in the form of a quadrant photodetector, does not depend on the axial movement of the diaphragm 2 and is a constant value, therefore the comparators 4 and 5 are always in a different state when the pulses are compared. Element 8 OR gives the opening key elements 6 and 7, the signal if its inputs receive a low voltage from any comparator 4 or 5. Signals from the outputs of the comparators 4 and 5 through the key elements 6 and 7 arrive at the inputs of the storage units 9, 10 and change the signals at their outputs so that the difference signal at the inputs of com.parators 4 and 5 becomes zero. Thus, the signals at the outputs of the storage units 9 and 10 make it possible to monitor the amplitude of the pulsed signals of the photocell 3 and do not depend on the frequency of rotation of the part. The signals are then summed with different signs on the amplifier 14, made together with an aperiodic link for filtering noises, and fed to a recorder 15, for example, a digital voltmeter or a recorder. The radiation flux is stabilized using an accumulator 11, the output of which does not depend on the position of the diaphragm 2, but depends on the radiation flux, and is fed to the input of the amplifier -discriminator 12, to another input of which the reference voltage is supplied from the generator 13. The output voltage of the amplifier - the discriminator 12 is fed to the input of the radiation source 1, maintaining the radiation flux incident on the photocell 3, so that the difference of signals at the inputs of the amplifier - discriminator 12 is zero. Thus, by ensuring the measurement of the axial movements of the parts, the associated errors are eliminated and the accuracy and stability of the measurements is increased by a factor of 10 to 20. A photoelectric measuring instrument for moving parts that contains a photocell, connected successively the first key element and the first storage unit, a recorder, characterized in that, in order to provide measurement of axial displacements, it is equipped with a light source, a slit diaphragm associated with the part being studied and installed along the light beam, the axis of symmetry of which is perpendicular to the optical axis of the light source, two comparators connected after a second key element, a second storage unit, an adder and a discriminator amplifier, a reference voltage generator connected to the second input of the amplifier-discriminator whose output is connected to a light source, an amplifier whose output is connected to the recorder, and an OR element / each from the inputs of which is connected to the output of the corresponding comparator, and the output to the second inputs of the key element, the outputs of the first and second storage units are connected to the second inputs. The comparators, the second input of the adder is connected by the output of the first storage unit and the second input of the amplifier, the first input of which is connected to the output of the second storage unit, and the photocell is made in the form of a quadrant photodetector, each output of which is connected to the input of the corresponding comparator, the axis of symmetry of the photoelectric cells is parallel axis of symmetry slit diaphragm. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR 560137, cl. Q 01 B 11/26, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 462983, кл. ti 01 В 7/28, 1972 (прототип).2. USSR author's certificate number 462983, cl. ti 01 B 7/28, 1972 (prototype).
SU803218954A 1980-12-15 1980-12-15 Photoelectric meter of rotating part displacement SU1004752A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803218954A SU1004752A1 (en) 1980-12-15 1980-12-15 Photoelectric meter of rotating part displacement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803218954A SU1004752A1 (en) 1980-12-15 1980-12-15 Photoelectric meter of rotating part displacement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1004752A1 true SU1004752A1 (en) 1983-03-15

Family

ID=20932274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803218954A SU1004752A1 (en) 1980-12-15 1980-12-15 Photoelectric meter of rotating part displacement

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1004752A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4507647A (en) Encoder
US3020407A (en) Horizon sensor
FR2473702A1 (en) ELECTRO-OPTICAL MEASURING APPARATUS
US3316759A (en) Apparatus for measuring flexure of a rotating object
SU1004752A1 (en) Photoelectric meter of rotating part displacement
Hutcheson Practical electro-optic deflection measurements system
JPS61182522A (en) Linear scale measuring device
US3006233A (en) Optical navigational instruments
CA1056593A (en) Apparatus for direct measurement of linear and angular displacements with digital readout
SU1224578A1 (en) Photoelectric meter of rotating parts displacement
SU877370A2 (en) Photoelectric device for measuring torque
KR100239868B1 (en) Signal processing method for digital sun sensor using satellite control
SU905636A1 (en) Photoelectric angle pickup
SU765651A1 (en) Method of checking linear dimensions of periodic microstructures
SU916976A1 (en) Device for measuring object angular position
SU763747A1 (en) Recording device for automatic photoelectric polarimeters
SU781875A1 (en) Method of testing shaft angular position-to-code converters
SU1188535A1 (en) Optronic device for measuring linear and angular displacements
SU1089411A2 (en) Photoelectric displacement pickup
Sydenham An optical incremental shaft resolver using plastic radial gratings
SU761933A1 (en) Photoelectric apparatus for measuring angle of syncronous machine
JP2645111B2 (en) Sun sensor
SU1311023A1 (en) Displacement-to-digital converter
SU1035419A1 (en) Optical electronic device for measubring linear displacements
SU853382A1 (en) Optical electronic devie for measuring angular diaplacement of an object