SU1610280A1 - Измерительный прибор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области приборостроени , в частности к измерительным приборам. С целью расширени  функциональных возможностей измерительный прибор содержит измерительный механизм, шкалу и указатель. Указатель выполнен в виде светопроводов и снабжен со стороны шкалы светопроводным окном, на шкале нанесена кодова  маска, расположенна  под светопроводным окном указател , торец указател  служит оптическим выходом измерительного прибора. Указатель прибора может быть выполнен в виде волоконно-оптических светопроводов, одни торцы которых выведены в светопровод щее окно указател , а другие в торец указател . Кодова  маска может быть нанесена на риски шкалы в виде кодированного набора контрастных отметок. Измерительный прибор может быть снабжен оптоэлектронным преобразователем, оптический вход которого имеет оптический контакт с оптическим выходом прибора, а электрический выход оптоэлектронного преобразовател  служит электрическим выходом измерительного прибора. 7 ил.

Description

Изобретение относитс  к приборо- . строению, в частности к измерительным приборам, осуществл ющим преобразование измер емой электрической или неэлектрической величины в угол поворота измерительного механизма.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет дискретизации измер емых аналоговых сигналов.. .

На фиг.1 изображен пример конструктивной реализации измерительно- го прибора; на фиг.2 и 3 - указатель измерительного прибора; на фиг.4 н 5 - многоканальный светопровод; на фиг.6 - светопровоцное окно; на

фиг. 7-9 - примеры выполнени  кодированных отметок на шкапе прибора.

Измерительный прибор содержит измерительный механизм 1 (фиг. 1), указатель 2, шкалу 3 с отметками 4, корпус 5, оптоэлектронный преобразователь , состо щий из световодов 6 и фотоэлектрических -преобр азователей 7. Указатель 2 механически соединен с Измерительным механизмом 1. Измерительный механизм 1 представл ет собой преобразователь измер емой величины в угол поворота указател  и выполнен по одной из известных конструктивных схем. При измерении электрических сигналов в качестве измерительного мехаО )

ю

оо,

ниэма может быть использован маг- нитоэжгктрйческий механизм или ферро- динамический. В случае измерени  неэлектрических величин изнергительный механизм представл ет собой преобразователь соответствующей неэлектри- ческой величины в угол поворота подвижной части (указател ),

Указатель 2 выполнен в виде светопровода , поверхности 8 которого покрыты материалом, не .пропускающим свет, например покрашены (фиг, 2). На кЬнце указател  2, расположенном над отметками 4 шкалы 3, имеетс  со- светопроводное окно 9, Торцева  по-п верхность 10 указател  2 не покрашена . Светопроводное окно 9 указател  2 может быть вьшолнено в ви. линзы 11 (фиг.26), фокусирующей световой по- ток на поверхность шкалы 3.

Дл  градуировки npii6opa установлен источник света 12, например электри- ч.еска  лампа,светодиод,лазер (фиг.2а) снабженный световодом 13, выполненным по радиусу, соответствующему радиусу, описываемому торцом 10-указател  2 при перемещении измерительного механизма 1 под воздействием измер емого сигнала.

Указатель 2 может быть вполнен также в виде набора волоконно-оптических световодов (фиг.3,4,5), в частном случае двух световодов 13 (фиг.За), разделенных светонепроница- емым материалом 14, одни торцы.световодов 13 выведены в окно 9 указател  2 (фиг.36), а другие образуют торцы 10 указател  2. Дл  осуществлени г градуировки в зтом случае используют светопровод 13 (фиг.Зв) состо щий из набора световодов 15 по числу световодов указател  2, разделенных между собой светонепроницаемым материалом 14. Источник света 12 по числу свето- проводов 15 установлены так, чтобы каждый освещал только один светопровод 15. Светопровод 13 покрыт светонепроницаемым материалом, образующим со стороны торца 10 указател  2 све- топроводные щели fO (фиг.Зг), кажда  из которых расположена напротив соответствующего световода 13 указател  2. Аналогично могут быть закодированы цифровые значени  всех остальных отметок шкалы.

Шкала 3 с отметками 4 может быть .выполнена также в виде кодовой маски (фиг.8) с оцифрованными отметками 4,

з п

5

при этом кодовые значени  маски отражают угловое опопожение указател  2 и цифровые значени  отметок 4 шка- лы. В данном варианте исполнени  шкалы

целесообразно использовать код Гре  дл  кодировани  цифровых отметок шкалы.

При необходимости торцы светопроводов 6, обращенные в сторону указател  2, могут быть снабжены диафрагмами , выполненными, например, путем нанесени  светонепровод щего покрыти  со светопроводчщим окном.

Оптоэлектронный преобразователь :может быть установлен также вне кор- i пуса прибора, при этом в корпусе 5 должно быть выполнено светопровод - щее окно 16 (фиг.6) так, чтобы обеспечивалась оптическа  св зь между торцами 10 указател  2 и светопроводами 6 оптоэлектронного преобразовател . В этом, варианте исполнени  необходимо обеспечить защиту светопроводов б от попадани  внешних световых потоков, например, можно поместить Оптоэлектронный преобразователь в светонепроницаемый корпус , экран или покрасить наружные поверхности краской, в любом случае должна быть обеспе чена оптическа  св зь между указателем 2 и светопро- водами 6. .

Измерительный прибор .работает следующим образом.

При подаче на измерительный механизм 1 (фит.1) измер емого сигнала, указатель 2 отклон етс  на угол, пропорциональный величине измер емого сигнала, указатель 2 устанавливаетс  у одной из от меток 4 шка- лы 3, по положению указател  оператор на шкале отсчитывает результат измерени .

Одновременно внешний световой поток отражаетс  от кодированных отметок 4 (фиг.7-9) и попадает в торцы 9 светопровода 8 указател  2 (фиг.2). Дал.ее световые потоки распростран ютс  по светопроводам 8 указател  2 и благодар  наличию оптической св зи попадают в светопроводы 6 оптоэлектронного преобразовател  и далее на фотоэлектрические преобразователи 7 (фиг.6). Так как интенсивность светового потока , проход 1чего по каждому из светопроводов 8 указател  2, соответствует либо затемненному либо светлому участку отметки на щкале, то и электрический сигнал на выходе, ка здого из фотоэлектрических преобразователей 7 соответствует данной отметке, а набор электрических сигналов (код) на выходах фотоэлектрических преобразователей 7 соответствует положению указател  2 относительно шкалы, т.е. выходной код соответствует значению измер емого сигнала , поступающего на измерительный механизм. Этот выходной кодированньй сигнал может быть использован дл  дистанционной передачи показаний измерительного прибора, дл  целей регистрации показаний или дл  ввода в ЭВМ с целью управлени  технологическим оборудованием.

. Автоматическое считывание показаний измерительного прибора осуществл ют следующим образом.

Измер емый сигнал преобразуют в угол поворота измерительного механизма 1 (фиг.1), затем передают по светопровод щему указателю 2 световые потоки, отраженные от кодированного набора контрастных отмето к 4 (фиг.7- 9), нанесенных на шкалу 3, эти световые потоки, интенсивность которых соответствует кодированному значению отметок шкалы, преобразуют фотоэлектрическими преобразовател ми 7 (фиг.6) в электрические сигналы, которые затем используют дл  целей дистанционной передачи результатов измерени  или дл  целей управлени  технологическим о б ор уд о ва ни ем.

Конструктивные элементы прибора используютс  дл  выполнени  нескольких функций. Так, риски шкалы, предназначенные дл  визуального считывани  показаний прибора, одновременно

16102806

вающий, а при необходимости подклю к нему внешнее оборудование и полу чать кодированный результат измере ни . Это свойство измерительного п бора может быть использовано дл  п ключени  прибора к системам автома ческого контрол , системам автоматического управлени  технологическ

0 ми процессами. Кроме того, может быть реализована автоматическа  по верка измерительных приборов без и демонтажа с технологического обору довани . Это сокращает эксплуатаци

15 онные расходы, так как существующи приборы требуют трудоемкой ручной периодически повтор емой поверки в лабораторных услови х, что приводи к необходимости остановки техноло20 гического оборудовани  и демонтажа приборов.

Claims (5)

1. Измерительный прибор, содержа щий измерительный механизм, шкалу и указатель, отличающийс тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, в нем указатель выполнен в виде покрытого св тонепроницаемым материалом светопро вода, снабженного двум  светопровод ными окнами, одно из.которых распол жено со стороны шкалы, а другое - в торце указател .

2.Прибор по п.1, отличаю щий с   тем, что светопровод ука зател  выполнен в виде набора свето изолированных друг от друга волокон оптических световодов, торцы которы  вл ютс  светопроводными окнами ука зател .

3.Прибор поп.1,отличаю- щ и и с   тем, что риски шкапы -j. ij тА рги гчииЛч cU i Ы Ъ Ы

служат дл  кодировани  цифрового в виде кодированного набора

чени  данной отметки шкалы. Указатель, служащий дл  визуального отсчета показаний , служит еще и элементом дл  передачи кодированного изображени  риски шкалы к внешнему оптоэлектрон- ному преобразователю. Благодар  этому , прибор, обеспечивающий кроме визуального отсчета еще и дистанционную передачу информации, по стоимости и материалоемкости практически не отличаетс  от стоимости и материалоемкости прибора, обеспечивающего только визуальный отсчет. Это позвол ет использовать прибор тголько как показыконтрастных отметок.

4.Прибор по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что он снабжен оптоэлектронным преобразователем, опти50 ческий вход которого имеет оптический контакт со светопроводным окном расположенным в торце указател , а электрический выход оптоэлектронного преобразовател   вл етс  электричесJJ КИМ выходом измерительного прибора.

5.Прибор по П.1, отличающийс  тем, что в его корпусе вы полнено светопроводное окно, имеющее оптическую св зь со светопроводным

6102806

вающий, а при необходимости подключать к нему внешнее оборудование и получать кодированный результат измере- ни . Это свойство измерительного прибора может быть использовано дл  подключени  прибора к системам автоматического контрол , системам автоматического управлени  технологически 0 ми процессами. Кроме того, может быть реализована автоматическа  поверка измерительных приборов без их демонтажа с технологического оборудовани . Это сокращает эксплуатаци15 онные расходы, так как существующие приборы требуют трудоемкой ручной периодически повтор емой поверки в лабораторных услови х, что приводит к необходимости остановки техноло20 гического оборудовани  и демонтажа приборов.

Формула изобрет

е н и  

1. Измерительный прибор, содержащий измерительный механизм, шкалу, и указатель, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, в нем указатель выполнен в виде покрытого светонепроницаемым материалом светопровода , снабженного двум  светопровод- ными окнами, одно из.которых расположено со стороны шкалы, а другое - в торце указател .

2.Прибор по п.1, отличающий с   тем, что светопровод указател  выполнен в виде набора свето- изолированных друг от друга волоконно- оптических световодов, торцы которых  вл ютс  светопроводными окнами указател .

3.Прибор поп.1,отличаю- щ и и с   тем, что риски шкапы -j. ij тА рги гчииЛч cU i Ы Ъ Ы

в виде кодированного набора

в виде кодированного набора

контрастных отметок.

4.Прибор по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что он снабжен опто электронным преобразователем, оптический вход которого имеет оптический контакт со светопроводным окном, расположенным в торце указател , а электрический выход оптоэлектронного преобразовател   вл етс  электричесКИМ выходом измерительного прибора.

5.Прибор по П.1, отличающийс  тем, что в его корпусе выполнено светопроводное окно, имеющее оптическую св зь со светопроводным

ОКНОМ, расположенным в торце указател  .

окно, расположенное на указателе со . стороны шкалы, выполнено в виде линзы , фокусное рассто ние которой рав 6 Прибор по П.1, о т л -И ч а ю- но рассто нию от указател  до шкалы щ И и с   тем, чтро светопроводное прибора.

улУу-х 11-Tuila or Juul

.J iXiaФ1/е .1

-4f

Y

11

Фиг. 2

13

Фаг.З

12

A

Л

f2

Фиг. 5

IS

14 -IS

ff

/w

/f

Фf/г.f

Фиг, 6

Фиг.б

Фиг,

.

2S

/

У/////////7.

,

Фиг.9