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ITMI930383A1 - Dispositivo per generare un segnale elettrico - Google Patents

Dispositivo per generare un segnale elettrico Download PDF

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ITMI930383A1
ITMI930383A1 IT000383A ITMI930383A ITMI930383A1 IT MI930383 A1 ITMI930383 A1 IT MI930383A1 IT 000383 A IT000383 A IT 000383A IT MI930383 A ITMI930383 A IT MI930383A IT MI930383 A1 ITMI930383 A1 IT MI930383A1
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IT
Italy
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photosensitive elements
wire
present
movement
photosensitive
Prior art date
Application number
IT000383A
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English (en)
Inventor
Sten Ake Olaus Rydborn
Original Assignee
Rydborn S A O
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Publication date
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Publication of ITMI930383A1 publication Critical patent/ITMI930383A1/it
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Description

"DISPOSITIVO PER GENERARE UN SEGNALE ELETTRICO "
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un dispositivo per generare un segnale elettrico in risposta al movimento in un certa direzione di un oggetto, ad esempio un filo, presso un punto predeterminato e/o entro un'area predeterminata.
Nella tecnologia della rilevazione senza contatto del movimento di un oggetto, ad esempio un filo, presso un punto predeterminato entro un'area predeterminata, ? noto applicare disposizioni ottiche con un trasmettitore (sorgente di luce) ed un ricevitore (elemento sensibile alla luce o fotosensibile) o un trasmettitore e due ricevitori. La struttura pi? comune ? quella con un trasmettitore ed un ricevitore. Nel caso di un trasmettitore e due ricevitori, i due ricevitori sono spesso accoppiati in modo differenziale per attuare compensazione contro disturbi dall'ambiente circostante. In pratica, tuttavia, questi ultimi sistemi risentono di un inconveniente principale poich? essi sono relativamente insensibili, in particolare a movimento relativamente rapido di un sottile filo presso i ricevitori. E' stato inoltre dimostrato che un simile sistema non reagisce affatto se un filo spesso o di grande diametro si sposta lentamente presso i ricevitori. Ci? pu? essere dovuto al fatto che il filo si flette fortemente e agisce su entrambi i ricevitori simultaneamente ed ? perci? discriminato dai ricevitori accoppiati in modo differenziale. In altri sistemi con due ricevitori, lo scopo non ? quello di realizzare un accoppiamento differenziale ma di attuare distinzione tra particelle di polvere passanti e il movimento di un filo. In questo caso, ? sfruttata la situazione per la quale il filo attiva sempre dapprima un ricevitore e quindi l'altro ricevitore, mentre particelle di polvere in passaggio attivano con ogni probabilit? solamente un ricevitore o l'altro. In questo caso, i ricevitori sono accoppiati ad un circuito di elaborazione di segnali che richiede dapprima un segnale dal primo ricevitore e, entro un certo periodo di tempo, un segnale dal secondo ricevitore. Questa ? di per s? stessa una soluzione soddisfacente ma, tuttavia, non tien conto di una forte flessione del filo, poich? questa pu? attivare entrambi i ricevitori simultaneamente, come si ? detto precedentemente.
Il compito su cui la presente invenzione si basa ? quello di perfezionare un dispositivo del tipo descritto a titolo introduttivo, per eliminare gli inconvenienti precedentemente considerati inerenti a tali dispositivi della tecnica nota.
Questo compito ? risolto, secondo la presente invenzione, poich? al dispositivo descritto nell'introduzione sono state fornite le peculiarit? caratterizzanti definite in una o pi? delle rivendicazioni accluse.
Grazie ad un dispositivo secondo la presente invenzione ? possibile stabilire con grande affidabilit? se un oggetto, ad esempio un filo, si muove nella direzione corretta indipendentemente dal fatto se esso sia sottile o spesso e indipendentemente dal fatto se esso si sposti lentamente oppure rapidamente. Inoltre,- ? possibile compensare il dispositivo secondo la presente invenzione ad esempio relativamente a luce pulsante dall'ambiente circostante e attuare discriminazione contro particelle estranee, ad esempio polvere e simili.
Sussiste una gran necessit? di un simile dispositivo principalmente nell'industria tessile, in cui ? desiderabile impiegare tale dispositivo come sensore di rottura su macchine per la formazione di lucignoli (roving) o di alimentazione (fournisseur ), e anche come sensori di arrivo su certi tipi di telai.
La presente invenzione sar? descritta, a titolo esemplificativo nella descrizione seguente, facendo particolare riferimento ai disegni acclusi in cui:
La Fig. 1 illustra schematicamente una disposizione del dispositivo secondo la presente invenzione;
La Fig. 2 illustra una disposizione simile a quella di Fig. 1 di un'altra forma di realizzazione di un dispositivo secondo la presente invenzione ;
La Fig. 3 illustra una vista schematica di un componente per il dispositivo secondo la presente invenzione;
La Fig. 4 illustra uno schema di collegamento elettrico per il componente di Fig. 3;
La Fig. 5 illustra uno schema di collegamento elettrico di massima per un dispositivo secondo la presente invenzione;
La Fig. 6 illustra uno schema di collegamento per un filtro passa-basso per il dispositivo secondo la presente invenzione;
La Fig. 7 mostra uno sche-ma di collegamento per un amplificatore differenziale per un dispositivo secondo la presente invenzione; e
La Fig. 8 mostra uno schema a blocchi per un circuito di elaborazione di segnali per il dispositivo secondo la presente invenzione.
Nelle forme di realizzazione di un dispositivo secondo la presente invenzione illustrate nei disegni, ? desiderabile rilevare il movimento di un filo 1 nella direzione della freccia P. Nella forma di realizzazione secondo la Fig. 1, un elemento 2 fotogeneratore ? posizionato per illuminare il filo 1 ed un riflettore 3. L'elemento fotogeneratore 2 ? vantaggiosamente costituito da un elemento a diodo emettitore di luce. Tre elementi fotosensibili 4, 5 e 6 sono posizionati l'uno a fianco dell'altro e nel percorso di movimento del filo 1 in modo tale che il filo 1, nel muoversi nella direzione della freccia P, passa presso gli elementi fotosensibili 4 e 6 in sequenza l'uno dopo l'altro. Questi elementi possono essere fotodiodi di per s? noti, e saranno schermati dal filo 1 durante il suo movimento nella direzione della freccia P.
Nella forma di realizzazione secondo la Fig. 2, il riflettore 3 ? statoomesso e sostituito dal LED 2, il quale fa s? che, in questa forma di realizzazione, sia effettuata illuminazione diretta degli elementi fotosensibili 4, 5 e 6, mentre gli elementi fotosensibili 4, 5 e 6 di Fig. 1 sono illuminati indirettamente attraverso il riflettore 3.
Bench? sia desiderabile rilevare il movimento trasversale del filo 1 nella direzione della freccia P, ? ovvio che il filo 1 si sposta pure nella sua direzione longitudinale.
La Fig. 3 esemplifica un componente che ? costituito da un substrato 1 su cui sono disposti i tre elementi fotosensibili 4, 5 e 6. Gli elementi fotosensibili 4, 5 e 6 sono accoppiati ad un catodo comune 8 e ciascuno al proprio contatto 9, 10 e 11.
In una forma di realizzazione di un simile componente, la lunghezza della piastrina di substrato ? di 11 mm, e la sua altezza ? di 6 mm, mentre gli elementi fotosensibili hanno approssimativamente un'altezza di 3 mm e sono leggermente pi? stretti.
La Fig. 4 mostra uno schema di collegamento elettrico per il componente illustrato in Fig. 3, le medesime parti essendo state indicate dai medesimi numeri di riferimento nelle varie figure dei disegni.
Uno schema di collegamento di massima di un dispositivo secondo la presente invenzione ? illustrato in Fig. 5, le medesime parti di quelle delle figure precedenti essendo state indicate dai medesimi numeri di riferimento. Gli elementi fotosensibili esterni 4 e 6 sono, come ? rappresentato in Fig. 1, ciascuno collegato al proprio amplificatore differenziale 12 e 13, rispettivamente, e questi sono a loro volta collegati all'elemento fotosensibile intermedio 5 attraverso un filtro passa-basso 14. Gli amplificatori differenziali 12 e 13 sono collegati ad un circuito 15 di elaborazione di segnali per valutare i segnali dagli elementi fotosensibili 4, 5 e 6. Gli elementi fotosensibili o fotodiodi 4 e 6 servono come gli effettivi sensori del filo, mentre l'elemento fotosensibile 5, o fotodiodo 5, serve come sensore di riferimento. I segnali dai fotodiodi 4 e 6 sono accoppiati, in principio senza alcuna filtrazione, agli amplificatori differenziali 12 e 13, per cui sia segnali di alta frequenza che segnali di bassa frequenza passano ulteriormente a questi amplificatori . Il segnale dal fo-, todiodo ? alimentato agli amplificatori differenziali 12 e 13 attraverso il filtro passa-basso 14. In questo modo, sar? possibile stabilire se il filo si sposta nella direzione corretta, per compensare luce sfavorevolmente pulsante dall'ambiente circostante e per attuare discriminazioni di particelle estranee. Il circuito 15 di elaborazione di segnali ? atto, come ? stato descritto precedentemente, a stabilire la derivata della tensione (variazione del segnale/unit? di tempo). Ci? rende possibile attuare non solo le summenzionate compensazioni e discriminazioni, ma anche la determinazione della direzione di movimento del filo.
Poich? i tre fotodiodi 4 , 5 e 6 sono disposti su un solo e medesimo substrato, tutti e tre avranno le medesime propriet? termiche, ottiche ed elettriche. I fotodiodi 4, 5 e 6 su una simile piastrina di substrato 7 avranno superfici attive relativamente grandi e, nonostante ci?, saranno estremamente rapidi. In un dispositivo secondo la presente invenzione, i seri inconvenienti inerenti in componenti ottici in tali contesti sono eliminati. Inconvenienti come sensibilit? alla polvere e estrema sensibilit? alla modulazione di luce dall'ambiente circostante sono completamente eliminati impiegando un dispositivo secondo la presente invenzione.
La Fig. 6 esemplifica un filtro passa-basso 14 per il dispositivo secondo la presente invenzione. L'anodo nel fotodiodo 5 ? collegato all'ingresso 16 che, a sua volta, ? collegato all'uscita 17 attraverso un amplificatore operazionale ed un resistore, l'uscita 17 essendo inoltre collegata a terra o ad uno zero attraverso un condensatore .
La Fig. 7 esemplifica gli amplificatori differenziali 12 e 13 per il dispositivo secondo la presente invenzione. L'uscita 17 dal filtro passa-basso 14 ? accoppiata all'ingresso 19 dei due amplificatori differenziali 12 e 13, che a sua volta ? collegato all'uscita 20 tramite due resistori, la connessione tra di essi essendo collegata all'ingresso negativo di un amplificatore operazionale. Il suo ingresso positivo ? collegato all'ingresso 18 attraverso un resistore e a terra o ad uno zero attraverso un resistore. L'ingresso 18 di un amplificatore differenziale 12 ? collegato all'anodo del fotodiodo 4, mentre l'ingresso 18 del secondo amplificatore differenziale 13 ? collegato all'anodo del fotodiodo 6.
La Fig. 8 esemplifica il circuito 15 di elaborazione di segnali per il dispositivo secondo la presente invenzione. L'uscita 20 da detto un amplificatore differenziale 12 ? collegata a un ingresso 21, mentre l'uscita 20 del secondo amplificatore differenziale 13 ? collegata al secondo ingresso 22. Gli ingressi 21 e 22 sono collegati ad un circuito multiplex 23 ciascuno tramite il proprio passa-alto, -il loro amplificatore operazionale di adattamento di impedenza, e il loro convertitore A/D. Il circuito multiplex o moltiplatore 23 ? collegato ad un processore adatto 24 che pu? essere un microcalcolatore o altro tipo adatto per la valutazione desiderata dei segnali ricevuti.
Molte modifiche delle forme di realizzazione precedentemente descritte sono naturalmente possibili senza allontanarsi dallo spirito e ambito protettivo del concetto inventivo come definiti nelle rivendicazioni accluse.

Claims (4)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per generare un segnale elettrico in risposta al movimento in una certa direzione di un oggetto (1), ad esempio un filo presso un punto predeterminato e/o entro un'area predeterminata, caraterizzato dal fato che almeno tre elementi fotosensibili (4, 5, 6) sono posizionati mutuamente fianco a fianco nel percorso di movimento dell'oggetto (1) in modo che l'oggetto (1) si sposta presso gli elementi (4, 5, 6) in sequenza l'uno dopo l'altro; che una sorgente di luce (2) ? disposta per illuminare gli elementi fotosensibili (4, 5, 6) direttamente e/o indirettamente attraverso un riflettore (3); Che i tre elementi fotosensibili (4, 5, 6) sono collegati ad un circuito (12 - 15) di elaborazione di segnali per valutare i segnali dai medesimi; e che i due elementi fotosensibili esterni (4, 6) sono ciascuno collegato al proprio amplificatore differenziale (12, 13), mentre l'elemento fotosensibile intermedio (5) ? collegato a riferimento a entrambi gli amplificatori differenziali (12, 13 ) .
  2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caraterizzato dal fato che gli elementi fotosensibili (4, 5, 6) sono fotodiodi che sono disposti su un solo e medesimo substrato (7).
  3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto Che l 'elemento fotosensibile intermedio (13) ? collegato agli amplificatori differenziali (12, 13) attraverso un filtro passa-basso (14).
  4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che gli amplificatori differenziali (12, 13) sono collegati ad un circuito elettronico (15) per elaborare i segnali per stabilire almeno la derivata di tensione (variazione di segnale/unit? di tempo) .
IT93MI000383A 1992-02-27 1993-02-26 Dispositivo per generare un segnale elettrico IT1264350B1 (it)

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