Оптический датчик перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК И 9) 4 О 01 В 21/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 0 лектронного ъ исзме точни ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский институт эмашиностроения(56) Авторское свидетельство СССРР 1112228, кл. С 01 В 11/02, 1984(54) ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Пелью изобретенияявляется повышение точности измерений за счет стабилизации температурного режима излученияОптическийдатчик перемещений содержит светопроводящую систему 1, выполненную в видепакетов подводящих и отводящих световодов, которая оптически связываетисточник 2 света, поверхность об екта и фотоприемник 3, амплитуда импульсов на выходе которого пропорциональна расстоянию до объекта измерения, коэффициенту отражения поверхности и мощности излучения источника 2света. С выхода фотоприемника 3 сигнал через блок 13 выборки и храненияпоступает на блок 4 дифференцирования, где выделяется переменная часть,соответствующая амплитуде колебанийобъекта, регистрируемая регистратором 5, и постоянная часть, по которой, при достижении точки максимумафункции преобразования, происходиткалибровка источника 2 света, в процессе которой скачкообразно меняетсянапряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 11, что приводитк соответствующему изменению амплитуды импульсов на выходе электронного ключа 16. Однако, так как с изменением амплитуды происходит пропорциональное изменение скважности импульсов, средняя мощность излученияостается постоянной и не происходит ия температурного режим 2 света. 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерениямеханических колебаний изделий.5Цель изобретения - повьппение точности измерений за счет стабилизациитемпературного режима источника излучения.На йиг.1 представлена блок-схема 1 Ооптического датчика; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.Оптический датчик перемещений содержит светопроводящую систему 1, выполненную в виде пакетов подводящих 15и отводящих световодов, источник 2света, йотоприемник 3, оптически связанный с источником 2 света через светопроводящую систему 1, последовательно соединенные блок 4 дифференцирования и регистратор 5, последовательно соединенные аналого-цийровойпреобразователь 6, блок 7 выбора максимума и блок 8 сравнения. Вход аналого-цифрового преобразователя 6 связан с вторым выходом блока 4 дийференцирования. Второй вход блока 8сравнения связан с выходом аналогоцийрового преобразователя 6 и входомблока 7 выбора максимума. Выход регистра 9 памяти связан с третьим входомблока 8 сравнения, Регистр 10 последовательных приближений и цийроаналоговый преобразователь 11 последовательно соединеныВход регистра 10последовательных приближений связанс выходом блока 8 сравнения. Выходуправляемого стабилизатора 12 токасвязан с входом источника 2 света.Первый вход блока 13 выборки и хране Ония связан с выходом .фотоприемника3, выход - с входом блока 4 дифференцирования. Генератор 14 пилообразногонапояжения, компаратор 15 и электронный ключ 16 последовательно соединены. Второй вход ключа связан с выходом цийроаналогового преобразователя11 и входом генератора 14 пилообразного напряжения. Второй вход блока 13 выборки и хранения связан с выходом компаратора 15 и первым входом электронного ключа 16, Вход блока 17 опорного уровня связан с вторым входом компаратора 15.Устройство работает следующим образом.Источник 2 света выравнивает импульсы, которые, отразившись от поверхности объекта, принимаются фотоприемником 3, на выходе которого образуется последовательность импуль" сов, амплитуда которых пропорциональна расстоянию до объекта измерения, коэффициенту отражения поверхности и мощности излучения источника 2 света. Блок 13 выборки и хранения, синхронизированный импульсами с вьмода компаратора 15, йормирует ступенчато изменяющееся напряжение, которое поступает на блок 4 дифференцирования.Последний выделяет переменную составляющую, поступающую на регистратор 5, и постоянную составляющую, поступаю-. щую на вход аналого-цифрового преобразователя 6, При достижении точки максимума функции преобразователя происходит калибровка источника 2 света. На выходе цифроаналогового преобразователя 11 происходит скачкообразное изменение уровня сигнала (фиг.2 а, ц).Генератор 14 пилообразного напряжения выдает импульсы, амплитуда которых пропорциональна уровню сигнала на выходе цифроаналогового преобразователя 11 (фиг.2 а, ц, ). По превышению амплитудой импульсов уровня подаваемого с блока 17 опорного напряжения (фиг,2 а, 11,1), компаратор 15 управляет электронным ключем 16 и блоком 13 выборки и хранения. Благодаря этому средняя мощность источника 2 света остается постоянной при изменении напряжения питания в момент калибровки. Сигнал с генератора 14 пилообразного напряжения поступает на вход компаратора 15, На второй вход компаратора 15 поступает напряжение с блока 17 опорного уровня, величина которого соответствует минимальному напряжению, которое может обеспечить цифроаналоговый преобразователь 11 для осуществления калибровки. По превьппению напряжением генератора 14 этого уровня, на выходе компаратора 15 формируется последовательность импульсов постоянной частоты и длительностью, пропорциональной величине напряжения с цийроаналогового преобразователя 11 (Фиг.2 б, Ц, ). Эти импульсы открываютключ 16, При открытом ключе 16 напряжение 11 , (фиг.2 в) с цифроаналогового преобразователя 11 поступает на управляемый стабилизатор 12 тока.4,1374046 В аказ 562/36 Тираж ПодписноПроектная, 4 Произв-полигр, пр-тие, г. Ужгород В процессе автоматической калибровки происходит скачкообразное изменение напряжения И (Лиг. 2 в) навыходе цифроаналогового преобразователя 11., что приводит к соответствующему изменению амплитуды импульсов,частота следования которых многобольше частоты колебаний поверхности. Однако, так как с изменением амплитуды происходит пропорциональноеизменение скважности импульсов (Лиг.2в, 11, ), средняя мощность излученияза период остается постоянной и непроисходит изменения температурногорежима источника 2 света. Следовательно, не происходит изменения интенсивности светового потока послеавтоматической калибровки.Таким образом, при ступенчатом изменении амплитуды импульсов, поступающих на источник 2 света, в процессекалибровки не происходит изменениятемпературного режима вследствие пропорционального изменения длительности импульсов,формула изобретения Оптический датчик перемещений, содержащий светопроводящую систему, выполненную в виде двух пакетов подводящих и отводящих световодов, источник света, фотоприемник, оптическисвязанный с источником света через светопроводящую систему, последовательно соединенные блок дифференцирования и регистратор, последовательносоединенные аналого-цифровой преобразователь, вход которого связан с вторым выходом блока диКеренцирования,блок входа максимума и блок сравнения,второй вход которого связан с выходоманалого-цифрового преобразователя, 1 О вход блока выбора максимума, регистрпамяти, выход которого связан с третьим входом блока сравнения, последовательно соединенные регистр последовательных приближений, вход которого 15 связан с выходом блока сравнения, цифроаналоговый преобразователь, управляемый стабилизатор тока выход которого связан с входом источника света, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 20 что, с целью повьпения точности измерений, он снабжен последовательносоединенными генератором пилообразного напряжения, компаратором и электронным ключом, второй вход которого 25 связан с выходом цийроаналоговсгопреобразователя и входом генераторапилообразного напряжения, выход связан с входом управляемого стабилизатора тока, блоком выборки и хранения, 30 первый вход которого связан с выходомФотоприемника, второй вход - с выходом компаратора и первым входомэлектронного ключа, блоком опорногоуровня, выход которого связан с вторым входом компаратора.