[go: up one dir, main page]

SU1599650A1 - Transducer of linear displacements - Google Patents

Transducer of linear displacements Download PDF

Info

Publication number
SU1599650A1
SU1599650A1 SU884497438A SU4497438A SU1599650A1 SU 1599650 A1 SU1599650 A1 SU 1599650A1 SU 884497438 A SU884497438 A SU 884497438A SU 4497438 A SU4497438 A SU 4497438A SU 1599650 A1 SU1599650 A1 SU 1599650A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
ruler
adder
photodetectors
amplifier
Prior art date
Application number
SU884497438A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Ковалев
Владимир Васильевич Круглов
Вадим Александрович Зубов
Владимир Сергеевич Горьков
Original Assignee
Смоленский филиал Московского энергетического института
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Смоленский филиал Московского энергетического института filed Critical Смоленский филиал Московского энергетического института
Priority to SU884497438A priority Critical patent/SU1599650A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1599650A1 publication Critical patent/SU1599650A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может примен тьс  дл  измерени  линейных перемещений объекта. Целью изобретени   вл етс  повышение технологичности и точности за счет исключени  дрейфа фотоприемников, стабилизации крутизны их характеристик и светового потока излучател . Цель достигаетс  тем, что в преобразователь линейных перемещений, содержащий светодиод 3 и линейный фотоприемник 1, расположенные на одной оптической оси по разные стороны от прозрачной подвижной линейки 4, введены второй фотоприемник 2, три усилител  5,6,10 переменного тока, генератор 9 переменного напр жени , два сумматора 7,8 и детектор 11. Выходной сигнал генератора 9 через сумматор 7 и усилитель 10 поступает на светодиод 3, создава  переменный световой поток через прозрачную линейку 4, на которую нанесена по диагонали непрозрачна  полоса. Выходной сигнал сумматора 8 пропорционален величине линейного перемещени  линейки 4. Стабилизаци  крутизны характеристик фотоприемников 1,2 и потока излучени  от светодиода 3 происходит за счет автоматического поддержани  генератором 9 напр жени , равного суммарному сигналу, поступающему с фотоприемников 1,2. 2 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure linear movements of an object. The aim of the invention is to improve the manufacturability and accuracy by eliminating the drift of the photodetectors, stabilizing the steepness of their characteristics and the luminous flux of the radiator. The goal is achieved by the fact that a second photodetector 2, three AC amplifiers 5,6,10, alternator 9 alternators are inserted into the linear displacement transducer containing the LED 3 and the linear photodetector 1 located on the same optical axis on opposite sides of the transparent moving line 4. voltage, two adders 7.8 and detector 11. The output signal of the generator 9 through the adder 7 and the amplifier 10 is supplied to the LED 3, creating a variable light flux through the transparent ruler 4, on which an opaque strip is diagonally applied. The output signal of the adder 8 is proportional to the linear displacement of the ruler 4. The stabilization of the steepness of the characteristics of the photodetectors 1.2 and the radiation flux from the LED 3 occurs due to the generator automatically maintaining a voltage equal to the total signal received from the photodetectors 1.2. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может примен тьс  дл  измерени  линейных перемещений объекта.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure linear movements of an object.

Целью изобретени   вл етс  повышение технологичности и точности за счет исключени  дрейфа фотоприемников, стабилизации крутизны их характеристик и светового потока излучател .The aim of the invention is to improve the manufacturability and accuracy by eliminating the drift of the photodetectors, stabilizing the steepness of their characteristics and the luminous flux of the radiator.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразовател ; на фиг. 2 - В1эеменные диаграммы .FIG. 1 is a block diagram of a converter; in fig. 2 - B1elemen charts.

Преобразователь линейных перемещений содержит два линейных фотоприемника i и 2, образующие микросборку,, и расположенную между ними и светодиодом 3 подвижную прозрачную линейку 4, на которую нанесена по диагонали непрозрачна  полоса шириной в половину ширины линейки , так, что затемненные части на концах линейки равн лись их прозрачными участками , причем фотоприемнихи 1 и 2 расположены перпендикул рно движению линейки и лини  их р азделени  проходит по ее продольной оси си.мметрии, выходы фотоприемников 1 и 2 подключены к входам первого усилител  5 и второго усилитеп  6 переменного тока соответственно, выход усилител  5 соединен с первыми суммирующими входами первого сумматора 7 и второго сумматора 8, а выход усилител  6 подкл.ючен к второму суммирующему входу сумматора 7 и к второму вычитающему входу сумматора 8, выход генератора 9 переменного напр жени  объединен с третьим вычитающим и суммирующим входами сумматоров 7 и 8 соответственно, выход сумматора 7 через третий усилитель 10 переменного тока и светодиод 3 объединен общей точкой схемы, а выход второго сумматора 8 через детектор 11 выходной клеммой всего устройства.The linear displacement transducer contains two linear photodetectors i and 2 forming a microassembly, and a movable transparent ruler 4 located between them and the LED 3, on which an opaque strip half the width of the ruler is diagonally applied, so that the darkened parts on the ends of the ruler are their transparent sections, the photodetectors 1 and 2 are located perpendicular to the movement of the ruler and the line of their division runs along its longitudinal axis of symmetry, the outputs of the photodetectors 1 and 2 are connected to the inputs of the first Silitel 5 and second amplifier 6 AC, respectively, the output of amplifier 5 is connected to the first summing inputs of the first adder 7 and second adder 8, and the output of amplifier 6 is connected to the second summing input of the adder 7 and to the second subtracting input of the adder 8, the output of the generator 9 AC voltage is combined with the third subtracting and summing inputs of adders 7 and 8, respectively, the output of the adder 7 through the third amplifier 10 AC and the LED 3 are united by a common point of the circuit, and the output of the second adder 8 is black Detector 11 output terminal of the entire device.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Выходной сигнал генератора 9 переменного напр жени  (фиг. 2), стабилизированный по амплитуде, через сумматор 7 и усилитель 10 поступает на светодиод 3, создава  переменный световой поток лучей через прозрачную линейку 4. На выходах усилителей 5 и 6, куда поступают сигналы от фотоприемников 1 и 2 соответственно , образуетс  переменное напр жение с частотой генератора 9 и амплитудами, линейно св занными с величиной перемещени  левого конца линейки относительно оптической оси фотоприемников 1 и 2 (фиг. 2).The output signal of the alternating voltage generator 9 (Fig. 2), stabilized in amplitude, through the adder 7 and the amplifier 10 enters the LED 3, creating a variable light beam of rays through the transparent ruler 4. At the outputs of amplifiers 5 and 6, which receive signals from photodetectors 1 and 2, respectively, is formed by an alternating voltage with a generator frequency of 9 and amplitudes linearly related to the amount of movement of the left end of the ruler relative to the optical axis of the photoreceivers 1 and 2 (Fig. 2).

Причем на выходе усилител  5 имеетс  сигнал , пр мо пропорциональный перемещению:And at the output of amplifier 5 there is a signal directly proportional to the displacement:

(,Л ,(, L,

(1)(one)

где X - нор.мированное перемещение левого 0конца линейки относительно оптической оси фотодатчика, измен ющеес  в предатах от О до 1; /Ci - коэффициент передачи первого преобразовательного тракта, а на выходе усилител  6 - напр жение 5where X is the normalized displacement of the left 0 end of the ruler relative to the optical axis of the photosensor, varying in odds from 0 to 1; / Ci is the transmission coefficient of the first conversion path, and at the output of amplifier 6, voltage 5

U6-/(2(1-A ),(2)U6 - / (2 (1-A), (2)

где Kz - коэффициент передачи второго преобразовательного тракта.where Kz is the transmission coefficient of the second conversion path.

Коэффициенты передачи первого и второго трактов, обусловленные чувствительностью фотоприемников и коэффициентами усилени  усилителей 5 и 6, выбираютс  одинаковыми К К2Дл  получени  выходного сигнала преоб- 5 разовател  на суммирующий вход сумматора 8 поступает напр жение с выхода усилител  5, а на его вычитающий вход - с выхода усилител  6, при этомThe transmission coefficients of the first and second paths, due to the sensitivity of the photodetectors and the amplification factors of amplifiers 5 and 6, are chosen the same. К К2. To obtain the output signal of the converter 5, the summing input of the adder 8 receives the voltage from the output of the amplifier 5, and its subtracting input - from amplifier 6, while

/ V5-l/e 2/,X-/,(3)/ V5-l / e 2 /, X - /, (3)

0 Выходной сигнал 8 пр мо пропорционален величине перемещени , но имеет смещение (-К.) Это смещение исключаетс  при подаче на третий суммирующий вход сумматора 8 сигнала с выхода генератора 9, амплитуда которого выбираетс , исход  из0 The output signal 8 is directly proportional to the magnitude of the displacement, but has an offset (-K.) This offset is eliminated when the third summing input of the adder 8 is fed to the signal from the output of generator 9, whose amplitude is selected based on

5 равенства . Окончательно5 equality. Finally

Ub,(iA-K.,+ (,X(4)Ub, (iA-K., + (, X (4)

и после детектировани  на выходе преобразовател  получаетс  аналоговый сигнал, пр мо пропорциональный величине линейного перемещени  линейки 4 относительно оптического датчика.and after detecting, at the output of the converter, an analog signal is obtained directly proportional to the linear displacement of line 4 relative to the optical sensor.

Совокупность блоков 7, 10, 3, 1, 2, 5, 6, 9 образует замкнутый контур, предназначенный дл  стабилизации крутизны всего оптоэлектронного тракта, завис щей от чувствительности фс оприемников 1 и 2 и от интенсивности излучени  светодиода 3.The combination of blocks 7, 10, 3, 1, 2, 5, 6, 9 forms a closed loop designed to stabilize the steepness of the entire optoelectronic path, depending on the sensitivity of the FS of the detectors 1 and 2 and on the intensity of the radiation from the LED 3.

На вход замкнутой системы подаетс  стабильное по амплитуде напр жение с выхода генератора 9. Эта уставка сравниваетс  с суммой выходных напр жений 5 и 6. Последн   при любом положении датчика должна быть величиной посто ннойA stable amplitude voltage from the output of the generator 9 is applied to the input of the closed system. This setpoint is compared with the sum of the output voltages 5 and 6. Lastly, at any position of the sensor, it should be constant

i/,(,A4-/(i+;0.i /, (, A4 - / (i +; 0.

Сумматор 7 сравнивает сумму этих напр жений с уставкой, и рассогласование усиливаетс  усилителем 10, выходное напр жение которого  вл етс  питающим дл  светодиода 3.Summer 7 compares the sum of these voltages with the set point, and the error is amplified by amplifier 10, the output voltage of which is supplying power to LED 3.

Така  система стабилизации отслеживает возможные изменени  как крутизны чувствительности фотоприемников, так и изменение интенсивности излучени  светодиода 3, поскольку и при изменении чувствительности и при изменении интенсивности происходит нарущение равенства (5), что приводит к изменению питающего напр жени  3, автоматически компенсиру  по- грещности от изменени  коэффициента передачи всего оптического тракта.Such a stabilization system monitors possible changes in both the sensitivity slope of the photodetectors and the change in the radiation intensity of the LED 3, since equality (5) is violated both by changing the sensitivity and by changing the intensity, which leads to a change in the supply voltage 3 changes in the transmission coefficient of the entire optical path.

Дрейф выходного сигнала фотоприемников 1 и 2 исключаетс  за счет использовани  в качестве информации о перемещении переменной составл ющей выходного сигнала усилителей переменного тока 5 и 6.The drift of the output signal of the photodetectors 1 and 2 is eliminated by using the variable component of the output signal of the AC amplifiers 5 and 6 as motion information.

Claims (1)

Формула изобретени  Преобразователь линейных перемещений, содержащий оптически прозрачную подвижную линейку, световод и линейный фото- с приемник, расположенные на одной оптической оси по разные стороны от прозрачной подвижной линейки, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности измерений за счет исключени  составл ющей погрещ- ности от дрейфа фотоприемника, изменени Claims of the Invention A linear displacement transducer comprising an optically transparent movable ruler, a light guide and a linear photocamera located on the same optical axis on opposite sides of a transparent movable ruler, characterized in that in order to improve the measurement accuracy by eliminating the component of photodetector drift, changes О крутизны его характеристики и изменени  потока светоизлучател , он снабжен вторым фотоприемником, трем  усилител ми переменного тока, генератором переменного напр жени , двум  сумматорами и детекто 5 ром, первый и второй фотоприемники расположены на одной оси, перпендикул рной движению оптически прозрачной линейки, так, что лини  их разделени  расположена по продольной оси симметрии линейки, линейка выполнена с нанесенной по диагона20 ли непрозрачной полосой щириной в половину ширины линейки и величиной затемненного кра  на обоих концах линейки , равной величине прозрачного участка, выходы фотоприемников подключены к вхо25 дам первого и второго усилителей переменного тока соответственно, выход первого усилител  переменного тока соединен с первыми суммирующими входами первого и второго сумматоров, а выход второго усилител  переменного тока подключен к второму About the steepness of its characteristics and changes in the flux of the light emitter, it is equipped with a second photodetector, three AC amplifiers, an alternating voltage generator, two adders and a detector, the first and second photodetectors are located on the same axis, perpendicular to the movement of the optically transparent ruler, that the line of their separation is located along the longitudinal axis of symmetry of the ruler, the ruler is made with an opaque stripe diagonally printed, half the width of the ruler and the size of the darkened edge on the wallpaper line ends, equal to the transparent portion, connected to the outputs of photodetectors vho25 give the first and second amplifiers respectively AC, the AC output of the first amplifier is connected to the first summing inputs of the first and second adders, a second output AC amplifier connected to the second 30 суммирующему входу первого сумматора и второму вычитающему входу второго сумматора , выход генератора переменного напр жени  объединен с третьим вычитающим и суммирующим входами первого и второго сумматоров соответственно, выход30 summing the input of the first adder and the second subtracting input of the second adder, the output of the alternating voltage generator is combined with the third subtractive and summing inputs of the first and second adders, respectively, output 35 первого сумматора через третий усилитель переменного тока и светодиод объединен с общей точкой схемы, выход второго сумматора соединен с входом детектора, а выход детектора  вл етс  выходом преобразовател .35 of the first adder via the third AC amplifier and the LED is combined with the common point of the circuit, the output of the second adder is connected to the detector input, and the detector output is the output of the converter. 5 Вых. 6 5 Out 6 tt 6 и/у.86 and / y.8 ЫбыхByby XiXi ХгHg Фиг. гFIG. g
SU884497438A 1988-10-24 1988-10-24 Transducer of linear displacements SU1599650A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884497438A SU1599650A1 (en) 1988-10-24 1988-10-24 Transducer of linear displacements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884497438A SU1599650A1 (en) 1988-10-24 1988-10-24 Transducer of linear displacements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1599650A1 true SU1599650A1 (en) 1990-10-15

Family

ID=21405593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884497438A SU1599650A1 (en) 1988-10-24 1988-10-24 Transducer of linear displacements

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1599650A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515339C2 (en) * 2012-01-11 2014-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" Method to measure linear movements

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент DE № 3111905, кл. G 01 D 5/34, G 01 Н 1/00, 1982. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515339C2 (en) * 2012-01-11 2014-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" Method to measure linear movements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4249076A (en) Optical measuring device using optical fibers
US4356448A (en) Apparatus for measuring electrical or magnetic fields by absorption spectrum change
DE69502729D1 (en) OPTICAL INTERFEROMETRIC CURRENT SENSORS AND CURRENT MEASUREMENT METHODS
SU1599650A1 (en) Transducer of linear displacements
WO1986006845A1 (en) Optical diffraction velocimeter
SU868341A1 (en) Device for contact-free measuring of distances
RU2824329C1 (en) Optoelectronic device for measuring linear displacements of object
SU641274A1 (en) Photoelectric device for checking rectilinearity
JPH01170811A (en) Optical position and speed detector
SU1665229A1 (en) Optical sensor of displacements
SU1037070A1 (en) Device for measuring linear displacements of objects
SU1494217A1 (en) Photoelectric displacement-to-code converter
SU1735711A1 (en) Device for displacement measuring
SU1585677A1 (en) Apparatus for determining coordinates of elongated objects in the process of production
SU1137403A1 (en) Device for touch-free measuring of current
SU1515106A1 (en) Device for monitoring density of knitted fabric
SU590821A1 (en) Device for measuring moving magnetic tape parameters
SU1096497A1 (en) Device for measuring linear displacements
SU1040428A1 (en) Magnetomechanical variometer
SU960548A1 (en) Device for determination of photo receiver frequency characteristic
SU696500A1 (en) Photoelectric readout device
JPH05196707A (en) Optical magnetic-field sensor
SU1747949A1 (en) Temperature measuring device
RU2066845C1 (en) Optico-electronic device to measure lateral displacements
SU739384A1 (en) Device for measuring atmospheric refraction