Датчик положения рабочего органа механизма

93 А 1 ОЮЗ СОВЕТСКИХОциАлистичЕскихЕСПУБЛИК 5 Ц : 9) 5)5 249 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ских эле 6, с, 475. использовано м средствами го работоспо - повышение ние уровня наЬ Изобретение от ос механических перем щ использовано в оборудо средствами автоматиче работоспособности,Датчики положения ционной регистрации п ния какого-либо механ ится к регистрации ений и может быть вании, оснащенном ского контроля его служат для дистаноцессов перемещезма и управленияевай ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА МЕХАНИЗМА(57) Изобретение может бытьв оборудовании, оснащенноавтоматического контроля есобности. Цель изобретения им,Существующие датчики положения осуществляют регистрацию конечного положения механизма путем выдачи электрического сигнала высокого или низкого уровня напряжения.Наиболее близким к предлагаемому является датчик БВК(бесконтактный выключатель конечного напряжения). Это датчик индуктивного типа. Принцип его работы основан на срыве высокочастотных колебаний в электрическом контуре при внесении металлической пластины в зону срабатывания датчика. При этом на выходе ремонтопригодности, Датчик выдает информацию о состоянии контролируемого органа рабочего механизма и об исправности самого датчика. Датчик положения.содержит излучатель, приемник света, предварительный усилитель, частотно-задающую цепь и конечный усилитель, а также дополнительные приемник света, предварительный усилитель и частотно-задающую цепь. Дополнительный приемник размещен с возможностью оптической связи с излучателем через отражающую поверхность рабочего органа механизма. Информация о состоянии датчика закодирована в виде последовательности импульсов различной скважности и различной частоты. 6 ил. датчика происходит изменеп ряжения сигнала.Существенным недостатком известногодатчика является отсутствие информации обисправности самого датчика. Неисправныйдатчик выдает ложный сигнал о состоянииконтролируемого механизма, что приводитквыходу его из строя,Цель изобретения - повышение ремонтопригодности датчика,Для достижения поставленной цели вдатчик, содержащий излучательприемниксвета, предварительный усилитель, частотнозадающую цепь и оконечный усилитель,включенные последовательно между выходом приемника и входом излучателя, дополнительно введены последовательносоединенные приемник света, предварительный усилитель и частотнозадающаяцепь,На фиг. 1 приведена структурная схема чика положения рабочего органа механизма; на фиг, 2 - пример конкретного выполнения датчика, его принципиальная схема; на фиг, 3 - принцип работы автогенерирующего мультивибратора на основе триггера Шмидта; на фиг. 4 - передаточные характеристики триггера Шмидта; на фиг. 5 - расположение светодиодов в корпусе датчика; на фиг. 6 - диаграммы выходного сигнала датчика.Датчик положения рабочего органа механизма содеркит излучатель 1, каналы оптической связи а и в, приемники света 2 и 5, предварительные усилители 3 и 6, частотно- задающие цепи 4 и 7, линии связи с и б выходной усилитель 8, линию связи е с внешним устройством ф Элементы 1, 2, 3,4, 8, соединенные последовательно линиями связи а,с, е, образуют первый генератор прямоугольных колебаний со скважностью Т/с = 20, что соответствует состоянию .логического "0" датчика (Т-период колебаний выходного сигнала датчика, т - время включенного состояния датчика). Элементы 1, 5, 6, 7, 8, соединенные последовательно линиями связи в, д, е, образуют второй генератор прямоугольных колебаний со скважностью Т/т 5 1,005, что соответствует состоянию логической единицы датчика.В каждый момент времени работает только один из каналов оптической связи (а или в) и генерируетпрямоугольные импульсы только один из генераторов.Скважность импульсов определяет логическое состояние датчика, а наличие импульсов свидетельствует о его исправности.На фиг.2 приведена принципиальная схема датчика положения рабочего органа механизма. Схема состоит из инфракрасного излучателя на светодиоде ЧО 5, приемников инфракрасного излучения на светодиодах ЧО 1 и ЧО 2, усилителей на транзисторах ЧТ 1 и ЧТЗ, частотнозадающих цепочек Яб, Я 7, С 1 и В 8, В 9, В 10, С 2, порогового элемента О 1, усилителя тока на транзисторе ЧТЗ и линии внешней связи для подключения электромагнитного реле или электронного устройства,Работа схемы несколько похожа на работу автогенерирующего мультивибратора на основе триггера Шмидта, представленного на фиг. 3,Логические элементы на основе триггера Шмидта имеют внутреннюю положительную обратную связь и передаточную характеристику со значительным гистерезисом (фиг. 4), Как видно из передаточной характеристики, триггер имеет порог включения и порог выключения, причемОвклОвыклВ,исходном состоянии конденсатор Сразряжен (О=О) и напрякение на входе5 меньше ОБкл, а на выходе логического элемента устанавливается напрякение высокого уровня, Конденсатор С заряжается черезрезистор В до напряжения включения Овкли при достижении порога включения логиче 10 ский элемент меняет свое состояние на противоположное, на выходе устанавливаетсянапряжение низкого уровня. Начинаетсяразряд конденсатора через резистор Я донапряжения Окл, состояние выхода снова15 меняется, т.е, на выходе схемы возникаютпрямоугольные колебания, частота которыхопределяешься параметрами ЯС-цепочки.В принципиальной схеме, представленной на фиг, 2, колебания возникают по ана 20 логичному принципу, но с целью полученияколебаний с резко отличающейся скважностью применены более сложные ЯС-цепочки: В 7, Вб, С 1 и Я 8, В 9, Я 10, С 2. ТранзисторЧТ 2, частотнозадающая цепочка Я 8, В 9, 810,25 С 2, триггер 01, усилитель тока на транзисторе ЧТЗ, охваченные внешней оптическойсвязью, создаваемой светодиодами ЧО 5,ЧО 2, образуют второй генератор прямоугольных колебаний со сквакностью30 Т/т1,005. Транзистор ЧТ 1, частотнозадающая цепочка Вб, Я 7, С 1, триггер О 1 усилитель тока на транзисторе ЧТЗ, охваченныевнешней оптической связью, создаваемойсветодиодами ЧО 5, ЧО 1 образуют первый35 генератор прямоугольных колебаний сосквакностью ТЙ20 (фиг, 6).Скважность и частота колебаний генераторов определяется постоянной временизаряда конденсатора,40 Для первого генератора;время заряда С 1 Я 7 х С 1;время разряда С 1= Вб х С 1.Для второго генераторавремя заряда Сз = (Вв+ Ву) х С 2;45 время разряда С 2 =- В 1 о х С 2,В каждый момент времени, в зависимости от полокения пластинки, перекрывающей светодиоды ЧО 1 и ЧО 5 (фиг. 5),задейс.гвован только один из внешних кана 50 лов оптической связи (либо ЧО 5- ЧО 1, либоЧО 5 - ЧО 2) и, следовательно, работает только один из генераторов,Скважность колебаний первого генератора более 20 что соответствует низкому55 уровню выхода датчика, а скважность колебаний второго генератора менее 1,005, чтосоответствует высокому уровню выхода датчика, а наличие в обоих случаях колебанийсвидетельствует об исправности датчика.Использование предлагаемого датчика позволяет увеличить срок службы оборудования, предотвратить аварийные ситуации, возникающие в результате неисправности самих датчиков положения.Формула изобретения Датчик положения рабочего органа механизма, содержащий излучатель и приемник света, размещенные с возможностью оптической связи по разные стороны канала перемещения рабочего органа механизма, и предварительный усилитель, частотнозадающая цепь и оконечный усилитель, включенные последовательно между выходом приемника и входом излучателя, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения ремонтопригодности, он снабжен дополни тельными последовательно соединеннымиприемником света, предварительным усилителем и частотнозадающей цепью выход которой подключен к входу оконечного усилителя, при атом дополнительный приемник 10 размещен с возможностью оптической связи с излучателем через отражающую поверхность перемещаемого рабочего органа механизма,1719893 Составитель С.СмирноТехред М.Моргентал Сегля орре а ло изобретениям Ж-З 5, Раушская наб осу иэдатвл агарина, 10 Произво жг ро Й Редактор И Заказ 764ВНИИП Тираж енногО кОМитЕт 13035, Москва,бинат "Патент" ОдпиСн и откр иям при ГКНТ ССС