SU1719885A1

SU1719885A1 - Photoelectric pulse detector

Info

Publication number: SU1719885A1
Application number: SU904778296A
Authority: SU
Inventors: Леонид Константинович Шраго; Павел Петрович Епишин; Арон Миронович Альтер; Юрий Петрович Орлов
Original assignee: Украинский Научно-Исследовательский Институт Станков И Инструментов
Priority date: 1990-01-21
Filing date: 1990-01-21
Publication date: 1992-03-15

Abstract

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при автоматическом контроле и измерении координатных перемещений рабочих органов станков и механизмов. Целью изобретени вл етс повышение точности и надежности определени перемещений. При вращении вала контролируемого объекта с насаженным на него диском 3 свет от осветител 2 через радиальные прорези 14 диска и отверсти в шторках 9 попадает на фотодиоды 3, которые формируют периодический электрический сигнал. Благодар расположению отверстий в шторках 9 диафрагмы .на одинаковом рассто нии от центра диска 13, ширина прозрачных 14 и непрозрачных 15 элементов диска, проход щихмеж- ду осветителем 2 и фотодиодами 3, одинакова, что обеспечивает равенство скважности соответствующих сигналов. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to the control and measuring technology and can be used in the automatic control and measurement of the coordinate movements of the working bodies of machine tools and mechanisms. The aim of the invention is to improve the accuracy and reliability of motion detection. When the shaft of the controlled object rotates with the disk 3 mounted on it, the light from the illuminator 2 through the radial slots 14 of the disk and the holes in the shutters 9 hits the photodiodes 3, which form a periodic electrical signal. Due to the arrangement of the holes in the shutters 9 of the diaphragm at the same distance from the center of the disk 13, the width of the transparent 14 and opaque 15 disk elements passing between the illuminator 2 and the photodiodes 3 is the same, which ensures the equal ratio of corresponding signals. 5 hp f-ly, 4 ill.

Description

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при автоматическом контроле и измерении координатных- перемещений ра1- бочих органов станков и механизмов.The invention relates to the control and measuring technology and can be used in the automatic control and measurement of the coordinate movements of the working bodies of machine tools and mechanisms.

Известен фотоэлектрический импульсный датчик, содержащий корпус с осветителем , фотодиоды, установленные в поворотной втулке, диафрагму с двум отверсти ми , жестко св занную с втулкой, и диск с радиальными прорез ми.A photoelectric pulse sensor is known, comprising a housing with an illuminator, photodiodes mounted in a rotary sleeve, a two-hole diaphragm rigidly connected to the sleeve, and a disk with radial slots.

Фотодиоды установлены во втулке под острым углом друг к другу, точка пересечени их осей проходит через центр точечного осветител .Photodiodes are installed in the sleeve at an acute angle to each other, the point of intersection of their axes passes through the center of the point illuminator.

Недостатком данного датчика вл етс сложность его регулировки..The disadvantage of this sensor is the complexity of its adjustment.

Известен также фотоэлектрический импульсный датчик, включающий корпус, в котором размещены осветитель и поворотна втулка с двум фотодиодами и диафрагмой с двум отверсти ми, диск с радиальными прорез ми, а также элементы регулировки и фиксации втулки.A photoelectric pulse sensor is also known that includes a housing in which an illuminator and a rotary sleeve with two photodiodes and a two-hole diaphragm, a disk with radial slots, as well as elements for adjusting and fixing the sleeve are located.

Нормали фотодиодов к их фоточувствительной поверхности параллельны между собой и оси осветител .The normals of photodiodes to their photosensitive surface are parallel to each other and the axis of the illuminator.

Так как прорези на диске радиальные, то выполнение их одинаковой ширины по всей длине влечет за собой выполнение промежутков между прорез ми разной ширины по их длине (суживающимис к центру диска ), и, наоборот, при одинаковой ширине промежутков между прорез ми, сами проОSince the cuts on the disk are radial, making them of the same width along the entire length entails making gaps between the cuts of different widths along their length (tapering to the center of the disk), and, on the contrary, with the same width of the gaps between the cuts, the proo

соwith

00 СЛ00 SL

рези должны иметь разную ширину по своей длине.cuts should have a different width along its length.

Возможно также выполнение и прорезей и промежутков между ними разной ширины .It is also possible to make and slots and gaps between them of different widths.

В процессе работы датчика с любым из описанных дисков скважность дл разных сигналов получаетс различной, при этом дл отдельных сигналов изменение скважности может превысить допустимое значение погрешности сдвига фаз между сигналами, котора обычно принимаетс ±15° (электрических градусов).During operation of the sensor with any of the discs described, the duty ratio for different signals is different, and for individual signals the change in duty cycle may exceed the allowable value of the phase shift error between signals, which is usually taken as ± 15 ° (electrical degrees).

Это снижает точность работы датчика (врзможен вариант неправильной регистрации сигнала).This reduces the accuracy of the sensor (a variant of incorrect signal registration is possible).

Цель изобретени - повышение точности работы датчика.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the sensor.

Указанна цель достигаетс тем, что в фотоэлектрическом импульсном датчике, содержащем корпус и размещенные в корпусе осветитель, фотодиоды, диафрагму с двум отверсти ми и диск с радиальными прорез ми, отверсти в диафрагме расположены на одинаковом рассто нии от центра диска.This goal is achieved by the fact that in a photoelectric pulse sensor comprising a housing and an illuminator placed in the housing, photodiodes, a diaphragm with two holes and a disk with radial slots, the holes in the diaphragm are located at the same distance from the center of the disk.

Фотодиоды установлены неподвижно в корпусе датчика, а диафрагма выполнена с возможностью регулировани рассто ни между отверсти ми.The photodiodes are fixed in the sensor housing, and the diaphragm is adapted to adjust the distance between the holes.

„- Диафрагма выполнена из двух частей, а ее отверсти размещены по одному на каждой части.„- The diaphragm is made of two parts, and its openings are placed one on each part.

Обе части диафрагмы выполнены в виде Пластинчатых пружин.Both parts of the diaphragm are made in the form of leaf springs.

Корпус выполнен с двум регулировочными винтами, а диафрагма размещена таким образом, что ее части установлены в контакте с регулировочными винтами.The body is made with two adjusting screws, and the diaphragm is placed in such a way that its parts are installed in contact with the adjusting screws.

На фиг. 1 изображена конструкци датчика (без крышек); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - одна из частей диафрагмы.FIG. 1 shows the sensor design (without covers); in fig. 2 - section A-A in FIG. 1; in fig. 3 shows a section BB in FIG. 2; in fig. 4 - one of the parts of the diaphragm.

Датчик содержит корпус 1, в котором установлен осветитель 2 (полупроводниковый световод) и два фотодиода 3.The sensor includes a housing 1 in which an illuminator 2 (semiconductor light guide) is installed and two photodiodes 3.

Нормами фотодиодов к из фоточувствительной поверхности расположены параллельно между собой и оси осветител .The standards for photodiodes to from a photosensitive surface are parallel to each other and the axis of the illuminator.

В корпусе 1 между осветителем 2 и фотодиодами 3 выполнен паз 4. Дополнительно в корпусе по.обе стороныот фотодиодов имеютс карманы 5 и б дл диафрагмы 7. Сама диафрагма 7 выполнена из двух одинаковых частей, кажда из которых предоставл ет собой пластинчатую пружину 8 с отогнутыми шторкой 9 и хвостовиком 10.In housing 1, a groove 4 is made between illuminator 2 and photodiodes 3. Additionally, pockets 5 and b for diaphragm 7 are on the sides of the photodiodes. The diaphragm 7 itself is made of two identical parts, each of which is a plate spring 8 with bent off shutter 9 and shank 10.

На шторках 9 предусмотрены отверсти 11. Диаметр этих отверстий выбран значительна меньшим диаметра фоточувствительной поверхности фотодиодов.Holes 11 are provided on the shutters 9. The diameter of these holes is chosen to be significantly smaller than the photosensitive surface of the photodiodes.

Кажда пружина 8 установлена в свой карман 5, причем шторка 9 заходит в паз 4,Each spring 8 is installed in its pocket 5, with the shutter 9 entering groove 4,

а хвостовик 10 - в карман 6. Оба отверсти 11 расположены на одинаковом рассто нии от центра диска. В корпусе 1 против каждой пружины 8 установлены также регулировочные винты 12.and the shank 10 is in the pocket 6. Both holes 11 are located at the same distance from the center of the disk. Adjusting screws 12 are also installed in the housing 1 against each spring 8.

Диск 13 закреплен на валу контролируемого объекта (не показан). В диске симметрично относительно его центра выполнены сквозные радиальные прорези 14с непрозрачными промежутками 15 между ними.The disk 13 is fixed on the shaft of the controlled object (not shown). Through the radial slots 14c are made symmetrically about its center with opaque gaps 15 between them.

Осветитель 2 в корпусе 1 закрыт крышкой 16, а фотодиоды 3 крышкой 17.The lighter 2 in the housing 1 is closed by the cover 16, and the photodiodes 3 by the cover 17.

Фотоэлектрический импульсный датчик работает следующим образом.Photoelectric pulse sensor works as follows.

При вращении вала контролируемого объекта с насаженным на него диском 13When the shaft of the controlled object rotates with the disk 13 mounted on it

свет от осветител 2 через радиальные прорези 14 диска и отверсти 11 в шторках 9 попадает на фотодиоды 3, в которых образуютс периодические электрические сигналы .the light from the illuminator 2 through the radial slits 14 of the disk and the holes 11 in the shutters 9 falls on the photodiodes 3, in which periodic electric signals are formed.

Затем специальной электрической схемой они преобразуютс в две серии сигналов , сдвинутых друг относительно друга наThen, using a special electric circuit, they are converted into two series of signals shifted relative to each other by

90°.90 °.

Так как отверсти 11 в шторках 9 диафрагмы 7 расположены на одинаковом рас- сто нии от центра диска 13, то ширина и прозрачных 14 и непрозрачных 15 элементов диска, которые проход т между осветителем 2 и фотодиодами 3, дл каждогоSince the holes 11 in the shutters 9 of the diaphragm 7 are located at the same distance from the center of the disk 13, the widths of the transparent 14 and opaque 15 disk elements that pass between the illuminator 2 and the photodiodes 3 for each

фотодиода одинаковы, следовательно,photodiode are the same therefore

скважность соответствующих сигналов отduty cycle of the corresponding signals from

обоих фотодиодов будет всегда одинаковой.Both photodiodes will always be the same.

При помощи регулировочных винтов 12With adjusting screws 12

рассто ние между отверсти ми 11 в шторках 9 диафрагмы 7 устанавливают соответствующим шагу радиальных прорезей 14 диска 13, чем обеспечивают сдвиг по фазе между сигналами, равный 90°.the distance between the holes 11 in the shutters 9 of the diaphragm 7 is set to the corresponding pitch of the radial slots 14 of the disk 13, thereby providing a phase shift between the signals equal to 90 °.

Завинчива винты 12, свод т обе частиTighten screws 12, flatten both parts

диафрагмы, пружины 8 при этом перемещаютс по карманам 5, рассто ние между отверсти ми 11 уменьшаетс , при выЁинчивании винтов 12 пружины 8 в силу своих упругих свойств стрем тс зан ть исходное положение и рассто ние между отверсти ми 11 увеличиваетс .the diaphragms, the springs 8 move along the pockets 5, the distance between the holes 11 decreases, when the screws 12 are released, the springs 8 due to their elastic properties tend to occupy the initial position and the distance between the holes 11 increases.

. Регулировка рассто ни между отверсти ми в диафрагме проводитс в пределах удвоенной разности между диаметром фо точувствительной поверхности фотодиода и диаметром отверсти в диафрагме.. The adjustment of the distance between the holes in the diaphragm is carried out within the doubled difference between the diameter of the photosensitive surface of the photodiode and the diameter of the hole in the diaphragm.

Конструкци датчика позвол ет повысить точность его работы, но, кроме того,The design of the sensor allows to increase the accuracy of its operation, but, in addition,

предлагаемое техническое решение дает и дополнительный эффект.The proposed technical solution gives an additional effect.

Расположение отверстий в диафрагме на одинаковом рассто нии от центра диска позвол ет уменьшить длину продолговатых прорезей в диске, т.е. сделать прорезную часть диска более жесткой, что, в свою очередь , позвол ет изготавливать диск с мень шим шагом прорезей.The arrangement of the holes in the diaphragm at the same distance from the center of the disk makes it possible to reduce the length of the elongated slots in the disk, i.e. making the slotted part of the disk more rigid, which, in turn, makes it possible to manufacture a disk with a smaller step of the slots.

Дополнительно указанное расположение отверстий позвол ет уменьшить высоту паза корпуса под прорезную часть диска, что упрощает конструкцию и снижает стоимость датчика.Additionally, the specified hole arrangement reduces the height of the housing groove for the slotted portion of the disk, which simplifies the design and reduces the cost of the sensor.

Claims

1. A photoelectric pulse sensor, comprising a housing and an illuminator, photodiodes, a two-hole diaphragm and a radially slit disk placed in the housing, so that, in order to improve the accuracy, the holes

the diaphragm is located at the same distance from the disk centers.

2. The sensor according to claim 1, wherein the photodiodes are fixed in the sensor housing and the diaphragm is adapted to adjust the distance between the holes.

3. The sensor according to claim 2, about tl and chuchi and with the fact that the diaphragm is made of two parts, and its openings are placed one on each part.

4. The sensor according to claim 3, which is the fact that both parts of the diaphragm are made in the form of double springs.

5. The sensor according to any one of the preceding paragraphs, 3, is connected with the fact that the body is made with two adjusting screws and the diaphragm is placed so that its parts are installed in contact with the adjusting bandages.

6. The sensor according to claim 3, from l and h and yushchi and the fact that parts of the diaphragm are installed with overlap.

bb

gz

Fig.Z

Fy