Оптический датчик перемещений

(19) 1) сю С 01 В 21/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ й фФля - 14 Я.ЩТЮ% ю У 33А. Зак, В.А Кокут электронного идетельство ССС 11/02, 1968 МЕЩЕ- сис- акетовоник и Фиг. / УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(54) (57) ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПЕНИЙ, содержащий светопроводящуютему, выполненную в виде двухтов подводящих и отводящих свдов, источник света, фотоприе регистратор, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен последовательно соединенными блоком дифференцирования, аналого-цифровым преобразова телем, блоком выбора максимума, блоком сравнения, регистром последовательных приближений, цифро-аналоговым преобразователем и управляемым стабилизатором тока, выход которого подключен к источнику света, регистром памяти, выход которого подключен к второму входу блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом аналого-цифрового. преобразователя, а второй выход блока дифференцированияподключен к регистратору.8 110 последовательных приближений,цифроаналоговый преобразователь 11и управляемый стабилизатор 12 тока,выход которого подключен к источнику2 света, выход регистра 9 памяти подключен к второму входу блока 8 сравнения, третий вход которого соединенс выходом аналого-цифрового преобразователя 6.Оптический датчик перемещенийимеет стабическую характеристику(фиг.2), представляющую собой зависимость между расстоянием Я до объекта измерения и выходным постояннымнапряжением. При этом чувствитель"ность Ко в точке Бо и соответствующееэтому расст янию напряжение Ч однозначно связаны с величиной Ч.Уменьшение или увеличение силы светаисточника приводит к пропорциональному изменению Ко и Ч . Для каждого конкретного датчика заранее снимается зависимость Ч =(5), например, для зеркально-отражающей поверхности, из которой определяется номинальная чувствительность Ко в точке Я и соответствующее этой чувствительйости значение Ч , т.е. задача автоматической калибровки сводится к обеспечению наперед заданнойвеличины Ч,независимо от отражающихсвойств объекта измерения.Датчик работает следующим образом.Сигнал с фотоприемника 3, содержащий постоянную составляющую, пропорциональную расстоянию до объектаизмерения, и переменную составляющую,пропорциональную мгновенному значению виброперемещений, поступает на блок 4 дифференцирования. С одного выхода блока 4 дифференцирования сиг, нал, пропорциональный мгновенному значению виброперемещения, поступает на регистратор 5, а с другого выхода сигнал, пропорциональный расстоянию до объекта, поступает на аналогоцифровой преобразователь б. В начале измерений в регистре 10 последовательных приближений записано максимальное двоичное число, которое, преобразуясь в цифроаналоговом преобразователе 11 в максимальное управляющее напряжение с помощью управляемого стабилизатора 12 тока, обеспечивает максимальную силу тока на источнике 2 света. При подведении. общего торца пакетов светопроводящей системы 1 к объекту измерения постоянная составляющая входного сигна 1 111222Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактных измерений,колебаний поверхностей, например поверхностей радиоэлектронных элемен 5тов, лопаток турбин и т.д.Наиболее близким к изобретениюпо, технической сущности является оптический датчик перемещений, содержащий светопроводящую систему, выполненную в виде двух пакетов подводящих и отводящих гибких световодов,источник света, фотоприемник и регистратор 1.Недостатком датчика является низ"кая точность, обусловленная зависимостью коэффициента преобразованияот силы источника света и коэффициента отражения поверхности объекта,причем для калибровки требуются значительные затраты времени.Целью изобретения является повышение точности измерений.Поставленная цель достигаетсятем, что оптический датчик перемещений, содержащий светопроводящую систему, выполненную в виде двух пакетов подводящих и отводящих световодов, источник света, фотоприемники регистратор, снабжен последовательно соединенными блоком дифференцирования, аналого-цифровым преобразователем, блоком выбора максимума,блоком сравнения, регистром последовательных приближений, цифроаналоговымпреобразователем и управляемым стаби-З 5лизатором тока, выход которого подключен к второму входу блока сравнения третий вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобра 40зователя, а второй вход блока дифференцирования подключен к регистрато" РуеНа фиг. 1 представлена функциональная схема оптического датчика; на45 фиг. 2 - статическая характеристика датчика.Датчик содержит светопроводящую систему 1, выполненную в виде пакетов подводящих и отводящих, световодов, источник 2 света, фотоприемник 3, ка 50 нал цифровой автоматической калибровки, содержащий последовательно соединенные блок 4 дифференцирования игистратор 5 последовательно соеди - 55 ненные аналого-цифровой преобразователь 6, блок 3 выбора максимума и блок 8 сравнения, регистр 9 памяти, последовательно соединенные регистр/ИПИ Заказ 6445/27 Тираж 586 Подпнсно ППП фПатентффг,Ужгород, уд.Проектная ла меняется в соответствии со статической характеристикой (фиг.2).Величина напряжения сигнала, записанная в .двоичном коде, с выхода аналогоцифрового преобразователя 6 поступает 5 на блок 7 выбора максимума, который сравнивает два значения цифрового кода,получаемых от преобразования в аналого-цифровом преобразователе 6 (фиг.2): предыдущее, соответствующее 1 О напряжению М и последующее Ч;, . Если предыдущее значение кода больше последующего, это означает, что.проходит максимум статической характеристики. В этот момент двоичный код 1 соответствует максимальному постоянному напряжению Чс выхода аналого-цифрового преобразователя 6, кото- рое по сигналу блока 7 выбора максимума поступает в блок 8 сравнения. 20 В регистр 9 памяти заранее введено значение Ч которое соответствуетО требуемой чувствительности Ко оптического датчика перемещений. Значениеа Ч записанное в двоичном коде, 25У 4поступает на второй вход блока 8 сравнения. Если код на выходе регисто ра 9 памяти, соответствующий Ч, меньше значения кода с выхода аналого-цифрового преобразователя 6, то управляющий код, возникающий на выходе блока 8 сравнения и соответст- вующий их разности, уменьшает двоичное число регистра 10 последовательных приближений до тех пор, пока коды с выхода аналого-цифрового преобразователя 6 и регистра 9 памяти не станут равными. Это означает, что чувствительность оптического датчика перемещений соответствует наперед заданной величине Ко. Таким образом, оптический датчик перемещений с автоматической калибровкой позволяет значительно повысить точность. измерений за счет введения канала цифровой калибровки, кроме того, повышается производительность труда за счет сокращения времени измерений.