SU1188536A1

SU1188536A1 - Optical displacement transducer

Info

Publication number: SU1188536A1
Application number: SU833663383A
Authority: SU
Inventors: Богдан Степанович Вус; Григорий Васильевич Пляцко; Василий Михайлович Жировецкий
Original assignee: Институт Прикладных Проблем Механики И Математики Ан Усср
Priority date: 1983-11-21
Filing date: 1983-11-21
Publication date: 1985-10-30

Abstract

1. ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ , содержащий источник света, световод, фотоприемник и регистрирующий прибор, отличающийс тем, что, с целью повышени чувствительности и точности измерений, он снабжен двум диодами, двумч операционными усилител ми, двум делител ми напр жени , двум коммутаторами, триггером, генератором модулирующей частоты и резистором , световод выполнен в виде замкнутой системы из п ти последовательно соединенных групп пакетов подвод щих и отвод щих светопроводов, четыре группы общих торцов которых соответственно оптически св заны с основным источником света, опорным фотоприемником, опорным источником света и основным фотоприемником, а п та группа общих торцов предназначена дл оптической св зи с перемещающимс объектом, при этом основной источник света и опорный источник света через диоды подключены к выходам соответствующих операционных усилителей, инвертирующие входы которых соединены и подключены к опорному фотоприемнику , а неинвертирующие входы через делители напр жени и коммутаторы подключены к выходам триггера, вход которого подключен к генератору модулирующей частоты. 2. Датчик по п. 1, отличающийс тем, что он снабжен селективным усилителем, корректором фазы и демодул тором, основной kESEi фотоприемник через селективный усилитель и корректор фазы подключен к демодул тору, управл емые входы которого подключены к выходам триггера, а выход подключен к регистрирующему прибору.1. OPTICAL DISPLACEMENT SENSOR containing a light source, a light guide, a photodetector and a recording device, characterized in that, in order to increase the sensitivity and accuracy of measurements, it is equipped with two diodes, two operating amplifiers, two voltage dividers, two switches, a trigger , a modulating frequency generator and a resistor, the fiber is made in the form of a closed system of five series-connected groups of packages of supply and output light guides, four groups of common ends of which correspond Primarily, they are optically connected to the main light source, the reference photodetector, the reference light source and the main photoreceiver, and the fifth group of common ends is intended for optical communication with the moving object, while the main light source and the reference light source are connected via diodes to the outputs of the corresponding operating amplifiers, the inverting inputs of which are connected and connected to the reference photodetector, and the non-inverting inputs through voltage dividers and switches are connected to the trigger outputs, the input to torogo connected to a modulating frequency generator. 2. The sensor according to claim 1, characterized in that it is equipped with a selective amplifier, phase corrector and demodulator, the main kESEi photodetector is connected via a selective amplifier and phase corrector to a demodulator, the controlled inputs of which are connected to the trigger outputs, and the output is connected to registering device.

Description

1 one

Изобретение относитс к измерительной технике и может использоватс дл бесконтактного измерени перемещений и вибраций в широком диапазоне частот.The invention relates to a measurement technique and can be used for contactless measurement of movements and vibrations in a wide frequency range.

Цель изобретени - повышение чувствительности и точности измерений .The purpose of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of measurements.

На чертеже изображена схема датчика .The drawing shows a diagram of the sensor.

Датчик содержит световод 1, состо щий из п ти групп пакетов отвод щих и подвод щих светопроводов, у чтырех групп общих торцов светопроводов соответственно расположены: основной источник 2 света, опорный фотоприемНик 3, опорный источникThe sensor contains a light guide 1 consisting of five groups of packages of the output and supply light guides, in which there are four groups of common ends of the light guides, respectively: the main source 2 of light, the reference photodetector 3, the reference source

4света, основной фотоприемник 5, а п та группа предназначена дл св зи с отражающей поверхностью перемещающегос объекта 6. Основной источник 2 света подключен к выходу первого операционного усилител 7. Опорный источник 4 света подключен к выходу второго операционного усилител 8. Инвертирующие входы усилителей 7 и 8 соединены и подключены к делителю напр жени , состо щему из опорного фотоприемника 34 lights, the main photodetector 5, and the fifth group is designed to communicate with the reflecting surface of the moving object 6. The main source 2 of light is connected to the output of the first operational amplifier 7. The reference source of light 4 is connected to the output of the second operational amplifier 8. Inverting inputs of the amplifiers 7 and 8 are connected and connected to a voltage divider consisting of a reference photodetector 3

и резистора 9, подключенного к источнику 10 стабилизированного напр жени . Неинвертирующие входы усилител 7 через делитель 11 напр жени и коммутатор 12 и усилител 8 через делитель 13 напр жени и коммутатор 14 подключены к источнику 10 стабилизированного напр жени . Управл емые входы коммутаторов 12 и 14 соответственно подключены к ft и а -выходам триггера 15, счетный вход которого подключен к генератору 16 модулирующей частоты. Основной фотоприемникand a resistor 9 connected to the source 10 of a stabilized voltage. The non-inverting inputs of amplifier 7 through voltage divider 11 and switch 12 and amplifier 8 through voltage divider 13 and switch 14 are connected to a stabilized voltage source 10. The control inputs of the switches 12 and 14 are respectively connected to the ft and a-outputs of the trigger 15, the counting input of which is connected to the generator 16 of the modulating frequency. Main photodetector

5подключен к селективному усилителю 17, а его выход через корректор5 connected to the selective amplifier 17, and its output through the corrector

1В фазы подключен к демодул тору 19 управл емые входы которого подключены к й и & -выходам триггера 15. Выход демодул тора 19 подключен к регистрирующему прибору 20. Основной источник 2 света подключен к усилителю 7 через первый диод 21, а опорный источник 4 подключен к усилителю 8 через второй диод 22,1B, the phases are connected to demodulator 19 whose control inputs are connected to the & the output of the trigger 15. The output of the demodulator 19 is connected to the recording device 20. The main source 2 of light is connected to the amplifier 7 through the first diode 21, and the reference source 4 is connected to the amplifier 8 through the second diode 22,

Оптический датчик перемещений работает следующим образом.Optical displacement sensor works as follows.

Световой поток от основного источника 2 света через отвод щий па885362The luminous flux from the main source 2 of light through the exhaust pa885362

кет светопроводов световода 1 попадает на отражающую поверхность исследуемого объекта 6, где предварительно установлен необходимый на5 чальный зазор между торцом световода и отражающей поверхностью объекта 6, отража сь от которой, световой поток по подвод щему пакету светопроводов направл етс наThe fiber optic tube of the light guide 1 hits the reflecting surface of the object 6 under study, where the necessary initial gap between the end of the fiber and the reflecting surface of object 6 is preset, reflecting from which the luminous flux through the supplying light guide packet is directed to

0 основной фотоприемник 5, на которьй также поступает по подвод щему пакету светопроводов световой поток опорного источника 4 света. Модул ци светового потока основного источ5 ника 2 света и опорного источника 4 света осуществл етс подачей на неинвертирующие входы операционных усилителей 7 и 8 периодических колебаний пр моугольной формы положи0 тельного напр жени с источника 10 стабилизированного напр жени , преобразование посто нного напр жени которого в два противофазных колебани пр моугольной формы происходит0 the main photodetector 5, which also receives a luminous flux of the reference source 4 of light through the feed package of the light lines. The light flux of the main source 2 of the light and the reference source 4 of the light is modulated by applying to the non-inverting inputs of the operational amplifiers 7 and 8 periodic oscillations of a rectangular shape of a positive voltage from the source 10 of a stabilized voltage, converting the DC voltage to two antiphase rectangular oscillations occur

5 с помощью коммутаторов 12 и 14.5 using switches 12 and 14.

На управл емые входы коммутаторов 12 и 14 подаютс соответственно противофазные колебани пр моугольной формы с (3- и Q -выходов тригге0 ра 15. На счетный вход триггераThe controlled inputs of the switches 12 and 14 are respectively supplied with antiphase oscillations of a rectangular shape from (3- and Q-outputs of the trigger 15. On the counting input of the trigger

15 сигнал поступает с генератора 16 модулирующей частоты.15 The signal comes from the generator 16 modulating frequency.

Стабилизаци уровн светового потока основного 2 и опорного 4 источников света производитс дискретно (импульсно). При этом в качестве элемента контрол используетс поочередно с частотой модул ции опорный фотоприемник 3, включенный в цепь обратной св зи операционных усилителей 7 и 8.The stabilization of the luminous flux level of the main 2 and reference 4 light sources is carried out discretely (impulsively). At the same time, the reference photodetector 3, which is included in the feedback circuit of operational amplifiers 7 and 8, is used alternately with the modulation frequency as a control element.

Схема стабилизации работает следующим образом.The stabilization scheme works as follows.

При отсутствии напр жени наIn the absence of voltage

неинвертирующем входе операционного усилител 7 напр жени на его инвертирующем входе положительно, а на выходе отрицательно, диод 21 заперт , а на источник 2 света неthe non-inverting input of the opamp 7 voltage on its inverting input is positive, and the output is negative, the diode 21 is locked, and the light source 2 is not

поступает напр жение питани . После прихода импульса положительной пол рности на неинвертирующий вход усилител 7 с амплитудой, превьшающей напр жение на инвертирующемsupply voltage is applied. After the arrival of a positive polarity pulse to the non-inverting input of amplifier 7 with an amplitude exceeding the voltage on the inverting

входе, на его выходе по вл етс импульс положительной пол рности, который через диод 21 поступает на основной источник 2 света. Затемthe entrance, at its output, a pulse of positive polarity appears, which through diode 21 enters the main source 2 of light. Then

Claims

1. OPTICAL MOVEMENT SENSOR containing a light source, a light guide, a photodetector and a recording device, characterized in that, in order to increase the sensitivity and accuracy of measurements, it is equipped with two diodes, two operational amplifiers, two voltage dividers, two switches, a trigger, a modulating generator frequency and resistor, the fiber is made in the form of a closed system of five series-connected groups of packages of input and output optical fibers, four groups of common ends of which respectively are optically connected to the main light source, the reference photodetector, the reference light source and the main photodetector, and the fifth group of common ends is designed for optical communication with a moving object, while the main light source and the reference light source are connected via diodes to the outputs of the corresponding * operational amplifiers, inverting the inputs of which are connected and connected to the reference photodetector, and the non-inverting inputs through voltage dividers and switches are connected to the outputs of the trigger, the input of which li ne a modulation frequency generator.

2. The sensor according to claim 1, characterized in that it is equipped with a selective amplifier, a phase corrector and a demodulator, the main photodetector is connected to a demodulator through a selective amplifier and a phase corrector, the controlled inputs of which are connected to the outputs of the trigger, and the output is connected to a recording device.

Sil 88536>