SU1486795A1

SU1486795A1 - Цифровой оптоэлектрический датчик линейных перемещений последовательного счета

Info

Publication number: SU1486795A1
Application number: SU874334637A
Authority: SU
Inventors: Oleg N Efremov; Anatolij B Popov; Vladimir P Biryulin; Gennadij I Kozyrev
Original assignee: Oleg N Efremov; Anatolij B Popov; Vladimir P Biryulin; Kozyrev Gennadij
Priority date: 1987-09-14
Filing date: 1987-09-14
Publication date: 1989-06-15

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике для измерения линейных перемещений и

2

координат. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика линейных перемещений за счет устранения необходимости калибровки устройства перед каждым измерением. При передвижении линейки 2, например вниз, срабатывает канал разрешения суммирования и при дальнейшем передвижении линейки счетчик 22 увеличивает значение на "1" при прохождении щели линейки мимо канала .счета, далее срабатывает канал разрешения вычитания и т.д. При обратном движении линейки 2 сначала срабатывает канал разрешения вычитания, затем канал счета, уменьшая показа- , ния счетчика 22 на "1". 1 ил. 1 табл.

3

1486795

4

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах телеизмерений для измерения линейных $

перемещений и координаты контролируемого объекта при линейном перемещении относительно точки начала движения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика линейных перемещений за счет устранения необходимости калибровки устройства перед каждым, измерением.

На чертеже приведена блок-схема 15 датчика линейных перемещений.

Устройство содержит источник 1 светового излучения, линейку 2, связываемую с объектом, первый, второй и третий фотоприемник 3,4 и 5, ка- 20 нал разрешения суммирования, состоящий из последовательно соединенных усилителя-формирователя 6, триггеров 7 и 8, элемента И 9 и триггера 10, одновибратора 11, вход которого 25 подключен к выходу триггера 7, а второй вход элемента И 9 подключен к выходу триггера 7, вход усилителяформирователя 6 подключен к выходу фотоприемника 3; канал счета, сос- 30 тоящий из последовательно соединенных усилителя-формирователя 12, триггера 13 и элемента й 14, элемента

15, вход которого подключен к вы- ходу триггера 13, вход усилителя- ^5 формирователя 12 подключен к выходу фотоприемника 4; канал разрешения вычитания, состоящий из последовательно соединенных усилителя-формирователя 16, триггеров 17 и 18, элемента И 19 и .триггера 20, одновибратора 21, вход которого подключен к выходу триггера 17, а второй вход элемента И 19 подключен к выходу триггера 17, вход усилителя-формирова'геля 16 подключен к выходу фотоприемника 5, выходы триггеров 8 и 10 подключены к второму и третьему входам-элемента И Г4 соответственно, а выходы триггеров 18 и 20 - к второ· му и· третьему входам элемента И 15, выход одновибратора 11 подключен к С-входам триггеров 18 и 20 соответственно, а выход одновибратора 21 к С-входам триггеров 8 и 10 соответственно, счетчик 22 импульсов, вход сложения которого подключен к выходу элемента И 14, а вход вычита-; ния - к выходу элемента И 1.5, последовательно соединенные генератор 23 импульсов и одновибратор 24, выход которого подсоединен к С-входам триггеров 7, 13 и 17, а выход генератора 23 импульсов подключен к входу источника 1 светового излучения.

Устройство работает следующим образом.

Линейка 2 перемещается вместе с контролируемым объектом. На линейке сделаны прорези с шагом, равным дискретности счета. При движении линейки приемные световоды освещаются или затеняются. При освещении на фотодиод проходят пачки световых импульсов. Для преобразования пачки импульсов в одиночный импульс счетчика в схеме используются 0-триггеры 7, 13, 17 и одновибратор 24. На 0-входы триггеров 7, 13, 17 подаются пачки импульсов с выходов усилителей-формирователей 6,12, 16, тактирующие импульсы с выхода одновибратора 24 подаются на С-входы триггеров 7, 13, 17. В таблице приведены переходы Л-триггера; состояние соответствует хранению предыдущего состояния триггера.

0	0	Ί	0	1
с	0	0	1	1
		0*	0	1

Так как одновибратор 24 и генератор 23 запускаются одновременно, а длительность импульса одновибратора 24 меньше длительности импульса, генератора, то при совпадении первых импульсов одновибратора и генератора триггеры 7, 13, 17 срабатывают.

После окончания пачки импульсов первый импульс с выхода- одновибратора 24, подаваемый на С-вход триггера, переводит его в нулевое состояние, в котором он находится до прихода первого импульса следующей пачки, и т.д.

Ширина щели Ш линейки должна быть меньше диаметра световода Д, а шаг линейки 8 в три раза больше величины Ш+Д. Световоды каналов располагаются вдоль линейки на расстоянии более Ш+Д, чем исключается попадание светового потока одновременно в два канала.

Датчик работает следующим образом. .

5

1486795

6

Допустим, линейка начала перемещаться вниз, в сторону увеличения координаты.В этом случае световые импульсы поступают в канал суммирования и на выходе триггера 7 появляется импульс, который взводит триггер 8; одновременно через одновибратор 11 импульс проходит на сброс, т.е. возвращение в исходное состояние триггеров 18 и 20 канала разрешения вычитания. При этом элемент И 9 канала разрешения суммирования оказывается открытым для импульсов канала счета. После перемещения щели линейки ниже световой импульс попадает в канал суммирования и далее через элемент 14 И на вход сложения счетчика 22. Счетчик увеличивает свое показание на ”1". Дальнейшее перемещение линейки вниз приводит к появлению светового потока на входе канала вычитания. .При этом появившийся импульс на триггере 17 канала вычитания взводит триггер 18 этого канала, чем разрешает поступление импульсов из канала света на вычитающий вход счетчика 22. Одновременно через одновибратор 21 происходит сброс триггеров 8 и 10 в первоначальное положение, предотвращается поступление импульсов на суммирующий вход счетчика.В случае продолжения перемещения линейки в сторону увеличения координаты световой импульс вновь поступает в канал разрешения суммирования и схема работает аналогично изложенному выше.

Допустим, перемещение в сторону увеличения прекращается в момент срабатывания канала суммирования и после этого начинается уменьшение координаты. При этом срабатывает канал разрешения вычитания, а триггеры 8 и 10 возвращаются в исходное состояние. При освещении канала счета импульс проходит на вычитающий вход счетчика 22. При дальнейшем перемещении линейки в сторону уменьшения координаты срабатывает канал разрешения суммирования и одновременно · сбрасываются через одновибратор 11 триггеры 18 и 20. Далее свет через щель линейки поступает на канал вычитания, разрешая прохождение импульса канала счета на вычитающий вход счетчика 22. Счетчик уменьшает показание на единицу. Затем срабатывает канал разрешения суммирования, сбрасывая через одновибратор 11 триггеры 18 и 20 и т.д.

_< * 1

Триггеры 10 и 20 предназначены для исключения возможности повторного счета при колебательном движении линейки с небольшой амплитудой, т.е. когда линейка колеблется и щель линейки поочередно освещает канал разрешения суммирования и канал счета или канал разрешения вычитания и канал счета.

Допустим, свет через щель линейки попадает в канал разрешения суммирования. При этом срабатывает триггер 8 и разрешает сложение. При дальнейшем перемещении линейки появляется импульс на выходе канала счета и счетчик увеличивает свое значение на "1". Если после этого движение прекращается и линейка начинает двид^ жение в обратную сторону, то снова освещается фотокод канала суммирования и на триггер 8 поступает импульс. Однако триггер 8 остается взведенным (так как не освещается канал разрешения вычитания), поэтому повторный импульс проходит через элемент 9 И и взводит триггер 10,

При этом триггер 10 переходит в противоположное состояние и на элемент 14 И канала суммирования прекращается подача разрешающего сигнала, т.е. при дальнейшем колебании линейки в указанных пределах канал счета закрыт. Это состояние продолжается до тех пор, пока не сработает канал разрешения вычитания. После его срабатывания триггеры 8 и 10 возвращаются в исходное состояние.

Б случае колебательного движения линейки, при котором последовательно освещаются канал вычитания и канал счета, функцию блокировки канала вычитания выполняет триггер 20.

Таким образом, предлагаемый датчик исключает необходимость проведения калибровки или возврата в первоначальное положение перед каждым измерением. Помимо измерения линейных перемещений, датчик можно использовать для определения координаты контролируемого объекта при его линейном перемещении относительно точки начала движения.

7

1486795

8

Claims

Формула изобретения о Цифровой оптоэлектрический датчик линейных- перемещений последовательного счета, содержащий источник светового излучения, линейку, связываемую с объектом, последовательно соединенные первый фотоприемник’, первый усилитель-формирователь и первый триггер, последовательно соединенные генератор импульсов и первый одновибратор, второй одновибратор, выход генератора импульсов соединен с источником светового излучения, счетчик импульсов, отличающийс я тем; что, с целью расширения функциональных возможностей устройства относительно начала движения путем обеспечения измерения наряду с перемещением и его координаты, он снабжен первым элементом И, первый вход которого подключен к выходу первого триггера, а выход - к входу сложения счетчика импульсов, вторым элементом И, первый вход которого подключен к выходу первого триггера, а выход - к входу вычитания счетчика импульсов, последовательно соединенными вторым фотоприеуником, вторым усилителем-формирователем, вторым

20

25

10

15 триггером, третьим триггером, третьим элементом И и четвертым триггером, второй вход третьего элемента И соединен с выходом второго триггера, вход второго одновибратора соединен с выходом второго триггера, выходы третьего и четвертого-триггеров соединены соответственно с вторым и третьим входами первого элемента И, последовательно соединенными третьим фотоприемником, третьим усилителемформирователем, пятым триггером, шестым триггером, четвертым элементом И и седьмым триггером, третьим одновибратором, вход которого соединен с выходом пятого триггера, а выход - с С-входами третьего и четвертого триггеров, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом пятого триггера, выход шестого и седьмого триггеров соединены соответственно с вторым и третьим входами второго элемента И, выход второго одновибратора соединен соответственно с С-входами шестого и седьмого триггероввыход первого одновибра-. тора соединен соответственно с С-вхо— дами первого, второго и пятого триг- . геров.