RU2031364C1

RU2031364C1 - Device to form pulse of start of counting in movement meter

Info

Publication number: RU2031364C1
Authority: RU
Inventors: С.П. Дмитриев; Ю.А. Быстров; А.В. Егоров
Original assignee: Государственное предприятие - Научно-производственное предприятие "Техномаш"
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: device has two movement converters, discriminator, key and unit for control over it. Discriminator forms pulse of start of counting at moment of equality of output signal to zero. Enhanced reliability of device is achieved by use of second converter for formation of signal for control over key allowing output of pulse of counting start only in working zone. EFFECT: enhanced reliability of device. 2 cl

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении растровых преобразователей перемещений. The invention relates to measuring equipment and can be used in the construction of raster transducers of displacement.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для формирования сигнала отсчета растрового преобразователя перемещений, содержащее преобразователь перемещения, имеющий на подвижном элементе окно, а на неподвижном - два смещенных друг относительно друга окна, оптически связанных с источником света, и двумя фотоприемниками, дискриминатор с двумя входами, два компаратора, первые входы которых объединены с входами дискриминатора и подключены к синфазно включенным фотоприемникам, источник опорного напряжения, подключенный к объединенным вторым входам компараторов, логический элемент 2И с входами, подключенными к выходам компараторов, и ключевой элемент, соединяющий выход дискриминатора с общей шиной, с управляющим входом, подключенным к выходу логического элемента 2И, при этом выход дискриминатора является выходом устройства. The closest technical solution to the invention is a device for generating a reference signal of a raster transducer of displacement, containing a displacement transducer having a window on the movable element and two displaced relative to each other windows, optically connected to the light source, and two photodetectors, a discriminator with two inputs, two comparators, the first inputs of which are combined with the inputs of the discriminator and connected to the in-phase photodetectors, the reference voltage source, connected to the combined second inputs of the comparators, logic element 2I with inputs connected to the outputs of the comparators, and a key element connecting the output of the discriminator to a common bus, with a control input connected to the output of the logic element 2I, while the output of the discriminator is the output of the device.

Недостатком устройства является недостаточная надежность. The disadvantage of this device is the lack of reliability.

Цель изобретения - повышение надежности формирования импульса начала отсчета. The purpose of the invention is to increase the reliability of the formation of the pulse of the origin.

Это достигается тем, что в устройство для формирования импульса начала отсчета, содержащее преобразователь перемещений, выполненный в виде оптически связанных источника света, подвижного звена с окном и двух включенных по дифференциальной схеме фотоприемников, дискриминатор с двумя входами, первый из которых соединен с преобразователем, а второй - с общей шиной, ключевой элемент, включенный между выходом дискриминатора и общей шиной, и блок управления ключом, содержащий источник опорного напряжения и компаратор с двумя входами, первый из которых соединен с источником опорного напряжения и выходом, подключенным к управляющему входу ключевого элемента, введен второй преобразователь перемещения, выполненный в виде оптически связанных источника света, подвижного звена с окном и фотоприемника, при этом фотоприемник соединен с вторым входом компаратора блока управления ключом. This is achieved by the fact that in the device for generating a reference pulse, containing a displacement transducer made in the form of optically coupled light sources, a movable link with a window and two photodetectors included in the differential circuit, a discriminator with two inputs, the first of which is connected to the transducer, and the second - with a common bus, a key element connected between the discriminator output and a common bus, and a key control unit containing a reference voltage source and a comparator with two inputs, the first and from which is connected to the reference voltage source and the output connected to the control input of the key element, a second displacement transducer is introduced, made in the form of optically coupled light source, a movable link with a window and a photodetector, while the photodetector is connected to the second input of the comparator of the key control unit.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов, формируемых на выходах отдельных узлов устройства. Figure 1 presents the functional diagram of the device; figure 2 - timing diagrams of signals generated at the outputs of individual nodes of the device.

Устройство для формирования импульсов начала отсчета в измерительных преобразователях содержит преобразователь 1 перемещения (фиг.1), дискриминатор 2 с двумя входами, первый из которых соединен с выходом преобразователя перемещения, а второй подключен к общей шине, ключевой элемент 3 и блок 4 управления ключом, подключенный выходом к управляющему входу ключевого элемента. A device for generating reference impulses in measuring transducers comprises a displacement transducer 1 (Fig. 1), a discriminator 2 with two inputs, the first of which is connected to the output of the displacement transducer, and the second is connected to a common bus, key element 3 and key control unit 4, connected by an output to the control input of a key element.

В устройство для формирования импульса начала отсчета введен второй преобразователь 5 перемещения, выполненный в виде оптически связанных источника света 6, подвижного звена 7 с окном и фотоприемника 8. Выход фотоприемника 8 образует выход преобразователя 5 перемещения и подключен к выходу блока 4 управления ключом. A second displacement transformer 5, made in the form of optically coupled light source 6, a movable link 7 with a window and a photodetector 8, is introduced into the device for generating a reference pulse. The output of the photodetector 8 forms the output of the displacement transducer 5 and is connected to the output of the key control unit 4.

Преобразователь 1 перемещения содержит оптически связанные источник 9 света, подвижное звено 10 с окном и два фотоприемника 11 и 12, включенных по дифференциальной схеме. The displacement transducer 1 contains optically coupled light source 9, a movable link 10 with a window, and two photodetectors 11 and 12, connected in a differential circuit.

Блок 4 управления ключом содержит компаратор 13 с входами для опорного и измерительного сигналов и источник 14 опорного напряжения, подключенный выходом к входу для опорного сигнала компаратора. Вход для измерительного сигнала компаратора образует вход блока 4 управления ключом, выходом которого является выход компаратора. The key control unit 4 comprises a comparator 13 with inputs for the reference and measuring signals and a reference voltage source 14 connected by an output to the input for the reference signal of the comparator. The input for the measuring signal of the comparator forms the input of the key control unit 4, the output of which is the output of the comparator.

Подвижные звенья 7, 10 преобразователей 5, 1 перемещения кинематически связаны с подвижным звеном измерителя перемещения. The movable links 7, 10 of the displacement transducers 5, 1 are kinematically connected with the movable link of the displacement meter.

Объединенные между собой выход дискриминатора 2 и выход ключевого элемента 3 образуют выход устройства для формирования импульса начала отсчета. The interconnected output of the discriminator 2 and the output of the key element 3 form the output of the device for generating a reference pulse.

Размеры окна подвижного звена 7 соответствуют размерам фотоприемника 8, ширина окна подвижного звена 10 - расстоянию между центрами фотоприемников 11, 12, которые размещены вдоль подвижного звена 10 рядом друг с другом. Конструктивно подвижные звенья 7, 10 и подвижное звено измерителя 15 перемещения могут быть объединены в одно подвижное звено. В этом случае, например, в измерителе угловых перемещений окна преобразователей 5, 1 могут быть расположены симметрично либо вдоль одного радиуса на различных дугах подвижного звена измерителя либо вдоль одной дуги, при этом фотоприемники 8 и 11, 12 размещены на корпусе устройства аналогично размещению окон на подвижном звене. При совмещении осей окон с осями симметрии фотоприемников 8 и 11, 12 фотоприемник 8 открывается полностью, а фотоприемники 11, 12 - наполовину. The dimensions of the window of the movable link 7 correspond to the dimensions of the photodetector 8, the width of the window of the movable link 10 corresponds to the distance between the centers of the photodetectors 11, 12, which are placed along the movable link 10 next to each other. Structurally, the movable links 7, 10 and the movable link of the displacement meter 15 can be combined into one movable link. In this case, for example, in the angular displacement meter, the windows of the transducers 5, 1 can be located symmetrically either along the same radius on different arcs of the meter’s moving link or along one arc, while the photodetectors 8 and 11, 12 are placed on the device’s body similarly to the windows placed on mobile link. When combining the axes of the windows with the axes of symmetry of the photodetectors 8 and 11, 12, the photodetector 8 opens fully, and the photodetectors 11, 12 - half.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В исходном положении, когда окна подвижных звеньев 7, 10 смещены относительно фотоприемников 8, 11, 12 на величину, большую ширины окна, модуляция светового потока от источников 6, 9 света подвижными звеньями отсутствует. Сигнал постоянного тока на выходе преобразователя 5 определяется темновым потоком фотоприемника 8 и его значение близко к нулевому уровню, а сигнал на выходе преобразователя равен нулю, так как для компенсации постоянной составляющей сигнала фотоприемники 11, 12 включены по балансной (дифференциальной) схеме. In the initial position, when the windows of the movable links 7, 10 are offset relative to the photodetectors 8, 11, 12 by an amount greater than the width of the window, there is no modulation of the light flux from the light sources 6, 9 by the movable links. The DC signal at the output of the converter 5 is determined by the dark flow of the photodetector 8 and its value is close to zero, and the signal at the output of the converter is zero, because to compensate the DC component of the signal, the photodetectors 11, 12 are connected by a balanced (differential) circuit.

Напряжение на входе для опорного сигнала компаратора 13 превышает величину измеряемого сигнала с выхода фотоприемника 8, поэтому на выходе компаратора сформировано напряжение, открывающее ключевой элемент 3, при этом выход дискриминатора 2 подключается через ключевой элемент 3 к общей шине, благодаря чему независимо от величины входного сигнала сигнал на выходе дискриминатора 2 отсутствует. The input voltage for the reference signal of the comparator 13 exceeds the value of the measured signal from the output of the photodetector 8, therefore, a voltage is formed at the output of the comparator that opens the key element 3, while the output of the discriminator 2 is connected via the key element 3 to the common bus, so regardless of the size of the input signal there is no signal at the output of discriminator 2.

При перемещении подвижного звена измерителя 15 перемещаются подвижные звенья 7, 10 преобразователей перемещений 5, 1. При достижении положения, при котором начинается сопряжение окна подвижного звена 7 с фотоприемником 8 и окна подвижного звена 10 с фотоприемниками 11, 12, сигналы на выходе преобразователей 5, 1 начинают изменяться. Сигнал на выходе преобразователя 5 непрерывно возрастает, достигая максимального значения при совмещении осей симметрии окна подвижного звена 7 и фотоприемника 8. Выходной сигнал преобразователя 5 непрерывно контролируется компаратором 13. При достижении этим сигналом величины опорного напряжения источника 12 компаратор 13 переключится в другое положение и на его выходе появится сигнал, выключающий ключевой элемент 3. Последний отключит выход дискриминатора 2 от общей шины, разрешая тем самым работу дискриминатора. When moving the movable link of the meter 15 moves the movable links 7, 10 of the displacement transducers 5, 1. Upon reaching the position at which the pairing of the window of the movable link 7 with the photodetector 8 and the window of the movable link 10 with the photodetectors 11, 12, the signals at the output of the converters 5, 1 start to change. The signal at the output of the converter 5 continuously increases, reaching a maximum value when combining the symmetry axes of the window of the movable link 7 and the photodetector 8. The output signal of the converter 5 is continuously monitored by the comparator 13. When this signal reaches the value of the reference voltage of the source 12, the comparator 13 will switch to another position and to its the output will display a signal that turns off key element 3. The latter will disconnect the output of discriminator 2 from the common bus, thereby allowing the discriminator to work.

Одновременно с этим появляется сигнал на выходе преобразователя 1. При изменении светового потока источника 9, осуществляемого подвижным звеном 10, за счет наличия пространственного сдвига между фотоприемниками 11, 12 их выходные сигналы сдвигаются по временной фазе друг относительно друга. Благодаря этому суммарный (выходной) сигнал фотоприемников 11, 12 имеет знакопеременный характер с двумя экстремальными значениями, а его фаза определяется направлением перемещения подвижного звена 10. At the same time, a signal appears at the output of the converter 1. When the luminous flux of the source 9 is changed by the movable link 10 due to the presence of a spatial shift between the photodetectors 11, 12, their output signals are shifted in time phase with respect to each other. Due to this, the total (output) signal of the photodetectors 11, 12 has an alternating character with two extreme values, and its phase is determined by the direction of movement of the movable link 10.

При перемещении подвижного звена 10 в одном направлении суммарный сигнал фотоприемников 11, 12 сначала возрастает до максимального значения, а затем уменьшается, изменяет свой знак и достигает минимального значения. При движении подвижного звена 10 в противоположном направлении фаза суммарного сигнала фотоприемников 11, 12 изменяется на 180^о.When moving the movable link 10 in one direction, the total signal of the photodetectors 11, 12 first increases to a maximum value, and then decreases, changes its sign and reaches a minimum value. When the movable link 10 moves in the opposite direction, the phase of the total signal of the photodetectors 11, 12 changes by 180 ^about .

Положение подвижного звена 10, когда его окно расположено симметрично относительно фотоприемников 11, 12, фотоприемники освещены одинаково и их сигналы равны, а выходной (суммарный) сигнал преобразователя 1 равен нулю, является моментом начала отсчета. Выходной сигнал преобразователя поступает на первый вход дискриминатора 2, который сравнивает этот сигнал с нулевым уровнем. При переходе выходного сигнала преобразователя 1 через нулевое значение на выходе дискриминатора 2 формируется импульс начала отсчета. The position of the movable link 10, when its window is located symmetrically with respect to the photodetectors 11, 12, the photodetectors are lit identically and their signals are equal, and the output (total) signal of the converter 1 is zero, is the moment of reference. The output signal of the converter is supplied to the first input of discriminator 2, which compares this signal with a zero level. When the output signal of the transducer 1 passes through a zero value at the output of the discriminator 2, a reference pulse is generated.

Введение дополнительного преобразователя перемещения в устройство для формирования импульса начала отсчета позволило упростить техническую реализацию канала управления ключевым элементом и повысить надежность устройства. The introduction of an additional displacement transducer into the device for generating a reference pulse allowed simplifying the technical implementation of the key element control channel and increasing the reliability of the device.

Claims

A DEVICE FOR FORMING A PULSE OF THE BEGINNING OF THE REPORT IN MOVEMENT MEASUREMENTS, comprising a displacement transducer consisting of a movable link with a window optically connected to the light source and two photodetectors, a discriminator, the first input connected to the output of the transducer, a key element, a key signal control unit, including a key signal control unit, including and a comparator connected by the first input to its output, and the output of the comparator is connected to the control input of the key, characterized in that, in order to increase reliability, it It is equipped with a second displacement transducer made in the form of a movable link with a window and a photodetector, the movable link is connected to the movable link of the first transducer, and the photodetector is connected to the second input of the comparator of the key control unit.