Фотоэлектрическое измерительное устройство

 

) 428200

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (б1) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 19.01.71 (21) 1605601/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 15.05.74. Бюллетень № 18

Дата о)публикования апи)санния 18.03.75 (51) М. Кл. G 01Ь 11/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР во делам изобретений и открытии (53) УДК 531.717 (088,8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

И. В. Харизоменов, Ю. А. Пташеичук и Л. Э. Шварцбург

Московский станкоинструментальный институт (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ИЗМЕРИТЕЛЪНОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области измерительной техни)ки, а именно к бесконтактным фотоэлектрическим устройствам для измерения линейных ра змеров объекто|в.

Известны фотоэлектрические измерительные устройства, содержащие осветитель и фотопреобразователь, жестко скрепленные между собой и установленные под углом один к другому, привод поступательного перемещения вдоль биссектрисы этого угла, .измеритель ли)нейного перемещения осветителя |и фотопреобразователя, усил)итель фототока и электронный блок, определяющий момент экстремального значения фототока.

Однако при контроле линейных размеров объектов с низкой отражающей способностью, например шлифовальных кругов, возникает ошиока в определении момента экстремальной освещенности, что приводит к несвоевременному считыванию показаний измерителя линейных перемещений и ошибке в линейных размерах контролируемого объекта.

В,предлагаемом устройстве для повышения точности измерения объектов с низкой отражающей способностью усилитель фототока выполнен нелинейным и снабжен блоком регулирования коэффициента усиления в зависимости от выходных параметров фотопреобразователя. Кроме того, блок регулирования коэффициента усиления, выполнен в виде цепей отрицательной обратной связи, нелинейного элемента и дополнительного линей)ного усилителя, вход которого включен параллельно входу нелинейного усилителя, а выход соеб динен с нелинейным элементом.

На чертеже изображена схема фотоэлектрического измерительного устройства.

Фотоэлектрическое устройство содержит осветитель 1 и фотолреобразователь 2, закреплен ные на траверсе 3, установленной с возможностью поступательного )перемещения.

Направляющими траверсы 8 служат плоские пружины 4, для перемещения траверсы предусмотрен винт 5, а для отсчета величины пе15 ремещения — измеритель 6 линейных перемещений. Угол .между оптическими осями осветителя и фотопреобразователя составляет 2 а, биссектриса это го угла совпадает с направлением перемещения траверсы З,по направляю20 щим. Осветитель и фотопреобразователь сфокусированы на точку А, лежащую на пересечении их оптических осей.

Фотопреобразователь 2 соединен со входом усилителя 7 фототока, снабженного цепью 8 обратной связи. С этой цепью соединен блок 9 регулирова)ния величины коэффициента усиления,,позволяющий изменять глубину обратной связи. Для управления величиной коэффциента усиления устройство снабжено зо дополнительным линейным усилителем 10, 428200 вход которого включен параллельно входу нелинейного усилителя 7 фототока, а выход соединен с нелинейным элементом.

Устройство снабжено также блоком 11 дифференцирования выходного сигнала и узлом 12 управления, позволяющими определить момент, соответствующий экстремальной (максимальной) освещенности.

Фотоэлектрическое измерительное устройство ра ботает следующим образом.

Механическую часть устройства устанавливают над контролируемым объектом так, чтобы направление, перемещения траверсы 8 совпадало с нормалью к контролируемой поверхности, а точка А пересечения оптических осей осветителя 1 и фотопреобразователя 2 находилась выше поверхности:контролируемого объекта. Вследствие того, что,поверхность контролируемого объекта в этом случае находится не,в фокусе оптических систем осветителя и фотопреобразователя, освещенное пятно будет ббльших размеров, а у ровень освещенности невелик, что определяет сравнительно небольшую величину фототока. Затем с помощью винта 5 перемещают траверсу 8, приближая ее к поверхности контролируемого объекта, при этом освещенность площадки, а следовательно, и фототок возрастают. В момент, копда точка А,пересечения о птичеоких осей осветителя и фотопреобразователя совпадает с,поверхностью контролируемого объекта, освещенность (и фототок) достигают максимума. Этот момент, выделяется блоком

11 дифференцирования и используется узлом

12 управления для остановки перемещения траверсы 8. Показания измерителя б линейных перемещений соответствуют положению поверх ности контролируемого объекта.

При измерении ноложения объектов, поверхность которых обладает низкими отражающими свойствами, как например поверхность шлифовального круга, сигнал фотопреобразователя оказывается слабым, и,воз можно возникновение ошибки. В этом случае точ.ному выделению экстремума способствует нелинейность усилителя 7 фототока. Этот уси литель обеспечивает низкий коэффициент усиления фототока вдали от экстремального значения последнего и значительное повышение этого коэффициента при приолижении к экстремуму за счет цепей отрицатель ной о братной связи, сила которой определяется величиной сопротивления нелинейното элемента, установленного в блоке 9 регулирования величины коэффициента усиления. Величина со противления этого элемента уменьшается с увеличением протекающего через него тока, Нелинейный элемент включен на выход дополнительного линейного усилителя 10; при увеличении фототока через нелинейный элемент протекает большой ток, и сопротивление носледнего, а следовательно и сила обратной .связи, уменьшаются, что приводит к увеличению коэффициента усиления нелинейного усилителя 7. Крутизна фронта ситнала вблизи экстремума увеличивается, что облегчает его

20 определение последующими звеньями устройства.

Предмет изобретения

1. Фотоэлектрическое измерительное уст25 роиство, содержащее осветитель и фотопреоб разователь, жестко скрепленные между собой и установленные под углом один к другому, привод поступательного .перемещения вдоль

Зо биссектрисы этого угла, измеритель линейно го перемещения осветителя и фотопреобразователя, усилитель фототока и элвктронный блок, определяющий момент экстремального значения фототока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения объек35 тов с низкои отражающей способностью, усилитель фототока выполнен нелинейным и снабжен блокам регулирования .коэффициента усиления в зависимости от выходных пара40 метров фотопреобразавателя.

2. Фотоэлектрическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок регулирования коэффициента усиления выполнен в виде це,пей отрицательной обратной связи, нелиней45 .ного элемента и дополнительного линейного усилителя, вход которого включен .параллельно,входу нелинейного усилителя, а выход сое динен с нелинейным элементом.

428200

Составитель В. Романов

Техред А. Камышникова Корректор В. Гутман

Редактор Л. Василькова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 777/84 Изд. Кз 1591 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5