Устройство для измерения скорости вращения вала

 

g(gl) с 01 Р 3/36

ОПИСАНЙЕ ИЗОБРЕ

Н ABTOPCHCWIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф « 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

;=- -Ь СоиИАЛИСТИЧЕСНИХ

/ РЕСПУ БЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3330450/18-10 (22) 06.08.81 (46) 23.05.83. Бюл. И 19 (72) И.С.Кац и В.И.Борисов (71) Государственный проектно-изыскательский институт "Гипротранссигналсвязь" (53) 531.767(088.8) (56) 1. Патент США N 3.902.116. кл. 324- 175, 1975, 2. Патент ФРГ 11 1523246, кл. 01РЗ/36, 1974 (прототип). (54) (57)ьстРойство для изнеРкния

СКОРОСТИ ВРАЦЕНИЯ ВАЛЛ, содержащее закрепленные на валу модулятор с отверстиями,источник света и два фотоприемника, подключенных к дифференциаль ному усилителю,инвертирующий и неинвертирующий выходы которого.соединеныс ре„„SU„„1019337 А гистратором, причем один из фотоприемников установлен напротив источника света и отверстия модулятора, а. второй - напротив перемыч" ки между от верстиями .модулятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и помехоустойчивости s него введены вто. рой источник света, установленный напротив второго фотоприемника по другую сторону модулятора, и два управляемых генератора тока, при этом.инвертируащий выход дифференциального усилителя подключен к . управляемому входу первого генератора тока, выход которого соединен с .вторым источником света,а неинвертиру- ющий - к управляемому входу второго генератора тока, подключенного выходом к первому источнику тока.

1 1019337 2

40

55

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения пути, пройденного колесом транспортного средства.

Известно устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее источник сйета, подвижную и неподвижную растровые решетки, два фотопрйемника, сдвинутые относительно друг друга по отношению к отверстиям решетки на 90. Каждый из фотоприемников подключен к детектору абсолютной величины сигнала с компенсатором, выход которого подключен к сумматору, на который поступает также опорное напряжение, выход сумматора подключен к фильтру низкой частоты, выход которого соединен с возбудителем источника света (1 ).

Наиболее близким к изобретению, является устройство для измерения . скорости вращения вала, .содержащее закрепленные на валу модулятор с от. верстиями, источник света и два фотоприемника, подключенных к дифференциальному усилителю, инвертирую щий и неинвертирующий выходы которого соединены с регистратором,причем один из фотоприемников установлен напротив источника света, а второй - напротив перемычки между отверстиями модулятора 12).

Однако известные устройства характеризуются недостаточными надежностью и помехоустойчивостью в условиях работы транспортных средств.

Целью изобретения является повышение надежности и помехоустойчивости работы устройства.

Поставленная цель достигается тем> что в устройство для измерения ско-. рости вращения вала, содержащее закрепленные на валу модулятор с отверстиями, источник света и два фотоприемника,. подключенных к дифференциальному усилителю, инвертирующий и неинвертирующий выходы которого соединены с регистратором, причем один из фотоприемников установлен напротив источника света и отверстия модулятора, а второй - напротив перемычки между отверстиями модулятора, введены второй источник света, установленный напротив второго фотоприемника по другую сторону диска, .и два управляемых генератора тока,, при этом инвертирующий выход дифференциального усилителя подключен к управляемому входу первого генератора тока, выход .которого соединен с вторым источником. света, а неинвертирующий - к управляемому входу второго генератора тока, подключенного выходом к первому источнику тока °

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема устройства; на

10 фиг.2 - диаграмма изменения токов от угла поворота модулятора.

YcTpoHcT$o содержит источник 1

2 света, модулятор 3 светового потока с равномерно расположенными прозрачными и непрозрачными элементами, соединяемый с вращающимся валом, фотоприемники 4 и 5, эасвечиваемые от. источников света в противофазе и подключенные к входам дифференциального.усилйтеля 6, и управляемые гейераторы 7 и 8 тока, питающие источники 1 и 2 света. При этом имеются два контура оптической положительной обратной связи, благодаря которым устройство имеет два устойчивых состояния равновесия, при которых один из источников света погашен, а другой излучает с максимально заданной интенсивностью.

Устройство работает следующим о6разом.

Пусть в исходном состоянии модулятор светового потока установлен так, что один из его прозрачных эле ментов расположен напротив источника

1 света, а напротив источника 2 светанепроэрачный элемент модулятора (фиг. 1 ). При этом устройство находится в одном из устойчивых состояний равновесия, при котором источник

l света излучает с максимально заданной .интенсивностью, а источник 2 света не излучает. Фотоприемник 4 воспринимает излучение источника 1 света и воздействует на инвертирующий вход дифференциального усилителя, вводя его в состояние насыщения, при котором на инвертирующем выходе присутствует максимальное напряжение, поступающее на управляющий вход генератора .8 тока, задающего максимальный ток источника 1 света. На неинвертирующем выходе дифференциального усилителя при .этоМ присутствует минимальное напряжение, поступающее на управляющий. вход генератора 7 тока, при котором он запирается и ток источника 2 света равен нулю.

ВНИИПИ Заказ - 3б93/38 Тираж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул; Проектная, 4

3 10193

При вращении модулятора светового потока происходит смещение прозрачных и непрозрачных элементов. В ре-; зультате поток излучения, поступающий на фотойриемник 4 от. источника

1 света, начинает уменьшаться. Сигнал

/ вырабатываемый .Фотоприемником 4, уменьшается, и дифференциальный усилитель выходит из состояния насыще-. ния. Напряжение .на его инвертирующем М выходе увеличивается, Генератор 7 тока отпирается, начинает- питать источник 2 света, в том время. как излучение источника 1 света уменьшается вследствие уменьаения,напряже- tS ния, поступающего на управляющий генератор 8 тока, Так как непрозрачный элемент модулятора светового потока, закрывающий ранее фотоприемник 5, смещается по мере вращения, то по- 2ф следний воспринимает появившийся от источника 2 света поток излучения.

Его сигнал, воздействуя на неинвертирующий вход дифференциального усилителя, способствует .дальнейшему разви- 2$ тию возникающего регенеративного про:цесса переключения устройства в противоположное устойчивое состояние.

Этот процесс заканчивается тем, что дифферейциальный усилитель входит в насыщение при обратных состояниях его выходных сигналов. При этом ис.точник 1 света перестает излучать,а источник 2 света излучает с максимально заданной интенсивностью. При даль-нейшем вращении модулятора процесс периодически повторяется.

Изменение токов, протекающих в источниках света, в процессе вращения

-модулятора светового потока, изобра32 жено на диаграмме (Фиг.2). По оси абсцисс откладывается угол поворота модулятора светового пот0ка, а по оси ординат токи, протекающие в .ис- . точниках. света. Кривая 1 соответству-. ет первому источнику света, кривая fl второму. Точками а, 4, с на оси абсцисс отмечены моменты регенеративных .процессов переключения устройства, когда токи обоих источников света равны. друг другу. При этом, как вид.но из диаграммы, увеличение (уменьше" ние ) тока в одном источнике происходит при одновременном уменьшении (увеличении ) его на ту же величину в другом источнике. Суммарный ток, протекающий в источнике, остается постоянным, позтому, несмотря на импульсное потребление тока каждым источником света, устройство в целом потребляет постоянный ток N не выдает помех в цепь питания.

Использование в предлагаемом устроистве коммутируемых оптическихположительных обратных связей через управляемые генераторы .тока, подключенные к выходам дифференциального усилителя и питающие соответствующие источники света, позволяет создать на егo o ee o/lToslleKTpoHHhlN датчик, который может быть установлен непосредственно на буксу колесной пары железнодорожного транспорт" .ного средства и надежно работать в условиях высоких уровней электромагнитных полей, создаваемых коммутаци" ями тяговых токов, и в больщом диапазоне изменения температуры окружающей среды.