SU1374046A1 - Оптический датчик перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений за счет стабилизации температурного режима излучени . Оптический датчик перемещений содержит светопро- вод щую систему 1, выполненную в виде пакетов подвод щих и отвод щих световодов , котора  оптически св зьтает источник 2 света, поверхность объекта и фотоприемник 3, амплитуда импульсов на выходе которого пропорциональна рассто нию до объекта измерени , коэффициенту отражени  поверхности и мощности излучени  источника 2 света. С вькода фотоприемника 3 сигнал через блок 13 выборки и хранени  поступает на блок 4 дифференцировани , где выдел етс  переменна  часть, соответствующа  амплитуде колебаний объекта, регистрируема  регистратором 5, и посто нна  часть, по которой , при достижении точки максимума функции преобразовани , происходит калибровка источника 2 света, в процессе которой скачкообразно мен етс  напр жение на выходе цифроаналогово- го преобразовател  11, что приводит к соответствующему изменению амплитуды импульсов на выходе электронного ключа 16. Однако, так как с изменением амплитуды происходит пропорциональное изменение скважности импульсов , средн   мощность излучени  остаетс  посто нной и не происходит изменени  температурного режима ис- ; точника 2 света. 2 ил. (Л

Description

со

4;:. О 4;: О)

10

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  бесконтактного измерени  механических колебаний изделий.

Цель изобретенрш - повышение точности измерений за счет стабилизации температурного режима источника излучени  ,

На фиг.1 представлена блок-схема оптического датчика; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Оптический датчик перемещений содержит светопровод щую систему 1, выполненную в виде пакетов подвод щих 15 и отвод щих световодов, источник 2 света, фотоприемник 3, оптически св - занньй с источником 2 света через светопровод щую систему 1, последовательно соединенные блок 4 дифференци- 20 ровани  и регистратор 5, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 6, блок 7 выбора максимума и блок 8 сравнени . Вход аналого-цифрового преобразовател  6 св - 25 зан с вторым выходом блока 4 дифференцировани . Второй вход блока 8 сравнени  св зан с выходом аналого- цифрового преобразовател  6 и входом блока 7 выбора максимума. Выход реги- 30 ваемого с стра 9 пам ти св зан с третьим входом блока 8 сравнени . Регистр 10 последовательных приближений и цифроанало- говый преобразователь 11 последовательно соединены .. Вход регистра 10 35 последовательных приближений св зан с выходом блока 8 сравнени . Выход управл емого стабилизатора 12 тока св зан с входом источника 2 света. Первый вход блока 13 выборки и хране-40 ни  св зан с выходом .фотоприемника 3, выход - с входом блока 4 дифферен- . цировани . Генератор 14 пилообразного напр жени , компаратор 15 и электронный ключ 16 последовательно соединены с Второй вход ключа св зан с выходом цифроаналогового преобразовател  11 и входом генератора 14 пилообразного напр жени . Второй вход блока 13 выборки и хранени  св зан с выходом компаратора 15 и первым входом электронного ключа 16. Вход блока 17 опорного уровн  св зан с вторым входом компаратора 15.

приемником 3, на выхо разуетс  последовател сов, амплитуда которы на рассто нию до объе коэффициенту отражени мощности излучени  ис Блок 13 выборки и хра зированный импульсами паратора 15, формируе мен ющеес  напр жение пает на блок 4 диффер Последний вьщел ет пе л ющую, поступающую н и посто нную составл  щую на вход аналого-ц разовател  6. При дос максимума функции пре происходит калибровка света. На выходе цифр преобразовател  11 пр образное изменение ур ( фиг.2 а, и„).

Генератор 14 пилоо жени  выдает импульсы торых пропорциональна на выходе цифроаналог вател  11 (фиг. 2 а, и нию амплитудой импуль блока 17 оп ни  (фиг.2 а, ), ко равл ет электронным к ком 13 выборки и хра р  этому средн   мощн света остаетс  посто  нии напр жени  питани либровки.

45

50

Сигнал с генератор ного напр жени  посту компаратора 15, На вт паратора 15 поступает блока 17 опорного у на которого соответст му напр жению, которо чить цифроаналоговьш 11 дл  осуществлени  превьшению напр жение этого уровн , на выхо 15 формируетс  послед пульсов посто нной ча ностью, пропорциональ напр жени  с цифроанал разовател  11 (фиг.2

Устройство работает следующим об- „ пульсы открывают ключ

том ключе 16

напр жен с цифроаналогового пр 11 поступает на управл тор 12 тока.

разом.

Источник 2 света выравнивает импульсы , которые,отразивщись от по- верхности объекта, принимаютс  фото

ваемого с

приемником 3, на выходе которого образуетс  последовательность импульсов , амплитуда которых пропорциональна рассто нию до объекта измерени , коэффициенту отражени  поверхности и мощности излучени  источника 2 света. Блок 13 выборки и хранени , синхрони- зированный импульсами с вьтода компаратора 15, формирует ступенчато измен ющеес  напр жение, которое поступает на блок 4 дифференцировани . Последний вьщел ет переменную составл ющую , поступающую на регистратор 5, и посто нную составл ющую, поступающую на вход аналого-цифрового преобразовател  6. При достижении точки максимума функции преобразовател  . происходит калибровка источника 2 света. На выходе цифроаналогового преобразовател  11 происходит скачкообразное изменение уровн  сигнала (фиг.2 а, и„).

Генератор 14 пилообразного напр жени  выдает импульсы, амплитуда которых пропорциональна уровню сигнала на выходе цифроаналогового преобразовател  11 (фиг. 2 а, и,). По превышению амплитудой импульсов уровн  пода- блока 17 опорного напр жени  (фиг.2 а, ), компаратор 15 управл ет электронным ключем 16 и блоком 13 выборки и хранени . Благодар  этому средн   мощность источника 2 света остаетс  посто нной при изменении напр жени  питани  в момент калибровки .

ваемого с

Сигнал с генератора 14 пилообразного напр жени  поступает на вход компаратора 15, На второй вход компаратора 15 поступает напр жение с блока 17 опорного уровн , величина которого соответствует минимальному напр жению, которое может обеспечить цифроаналоговьш преобразователь 11 дл  осуществлени  калибровки. По превьшению напр жением генератора 14 этого уровн , на выходе компаратора 15 формируетс  последовательность импульсов посто нной частоты и длительностью , пропорциональной величине напр жени  с цифроаналогового преобразовател  11 (фиг.2 б, U,J. Эти импульсы открывают ключ

, U,j). 16. При

открытом ключе 16

напр жение U (фиг.2 в) с цифроаналогового преобразовател  11 поступает на управл емый стабилизатор 12 тока.

В процессе автоматической калибровки происходит скачкообразное изменение напр жени  ,(фиг. 2 в) на выходе цифроаналогового преобразова- тел  11., что приводит к соответствующему изменению амплитуды импульсов, частота следовани  которых много больше частоты колебаний поверхности . Однако, так как с изменением амп-1Q литуды происходит пропорциональное изменение скважности импульсов (фиг.2 в, U,g), средн   мощность излучени  за период остаетс  посто нной и не происходит изменени  температурного 15 режима источника 2 света. Следовательно , не происходит изменени  интенсивности светового потока после автоматической калибровки.

Claims (1)

1. Таким образом, при ступенчатом из-20 менении амплитуды импульсов, поступающих на источник 2 света, в процессе калибровки не происходит изменени  температурного режима вследствие пропорционального изменени  длительное- 25 ти импульсов. Формула изобретени 

   Оптический датчик перемещений, содержащий светопровод щую систему, вы- 30 полненную в виде двух пакетов подво д щих и отвод щих световодов, источник света, фотоприемник, оптически св занный с источником света через светопровод щзшз систему, последова- /

   тельно соединенные блок дифференцировани  и регистратор, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь , вход которого св зан с вторым выходом блока дифференцировани , блок входа максимума и блок сравнени  второй вход которого св зан с выходом аналого-цифрового преобразовател , вход блока выбора максимума, регистр пам ти, выход которого св зан с третьим входом блока сравнени , последовательно соединенные регистр последовательных приближений, вход которого св зан с выходом блока сравнени , циф роаналоговый преобразователь, управл емый стабилизатор тока, выход которого св зан с входом источника света , о тличающий с  тем, что, с целью повышени  точности измерений , он снабжен последовательно соединенными генератором пилообразного напр жени , компаратором и элект- ронньм ключом, второй вход которого св зан с выходом цнфроаналоговсго преобразовател  и входом генератора пилообразного напр жени , выход св зан с входом управл емого стабипиза- тора тока, блоком выборки и хранени , первый вход которого св зан с выходом фотоприемника, второй вход - с выходом компаратора и первым входом электронного ключа, блоком опорного уровн , выход которого св зан с вторым входом компаратора.

   tfrf