Датчик положения рабочего органа механизма

 

Изобретение может быть использовано в оборудовании, оснащенном средствами автоматического контроля его работоспособности . Цель изобретения - повышение ремонтопригодности. Датчик выдает информацию о состоянии контролируемого органа рабочего механизма и об исправности самого датчика. Датчик положения содержит излучатель, приемник света, предварительный усилитель, частотно-задающую цепь и конечный усилитель, а также дополнительные приемник света, предварительный усилитель и частотно-задающую цепь. Дополнительный приемник размещен с возможностью оптической связи с излучателем через отражающую поверхность рабочего органа механизма. Информация о состоянии датчика закодирована в виде последовательности импульсов различной скважности и различной частоты. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 О 5/249

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4737061/10 (22) 13.09,89 (46) 15.03.92. Бюл. ¹ 10

Э (71) Производственное объединение "Государственный подшипниковый завод ¹ 16" (72) С. И, Смирнов и В. Н. Токаржевский (53) 621.084.2(088.8) (56) Фелпс Р., 750 практических электронных схем. М.: иэд. МИР, 1986, с, 475. (54) ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧЕГО QPГАНА МЕХАНИЗМА (57) Изобретение может быть использовано в оборудовании, оснащенном средствами автоматического контроля его работоспособности. Цель изобретения — повышение

Изобретение относится к регистрации механических перемещений и может быть использовано в оборудовании, оснащенном средствами автоматического контроля его работоспособности.

Датчики положения служат для дистанционной регистрации процессов перемещения какого-либо механизма и управления им, Существующие датчики положения осуществляют регистрацию конечного положения механизма путем выдачи электрического сигнала высокого или низкого уровня напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является датчик БВК-24 (бесконтактный выключатель конечного напряжения). Это датчик индуктивного типа. Принцип его работы основан на срыве высокочастотных колебаний в электрическом контуре при внесении металлической пластины в зону срабатывания датчика. При этом на выходе

„„ЯЦ „„1719893 А1 ремонтопригодности, Датчик выдает информацию о состоянии контролируемого органа рабочего механизма и об исправности самого датчика. Датчик положения.содержит излучатель, приемник света, предварительный усилитель, частотно-задающую цепь и конечный усилитель, а также дополнительные приемник света, предварительный усилитель и частотно-задающую цепь. Дополнительный приемник размещен с возможностью оптической связи с излучателем через отражающую поверхность рабочего органа механизма. Информация о состоянии датчика закодирована в виде последовательности импульсов различной скважности и различной частоты. 6 ил. датчика происходит изменение уровня напряжения сигнала.

Существенным недостатком известного датчика является отсутствие информации об аисправности самого датчика. Неисправный датчик выдает ложный сигнал о состоянии контролируемого механизма,. что приводит к выходу его из строя, Цель изобретения — повышение ремон- ® топригодности датчика, О

Для достижения поставленной цели в (A) датчик, содержащий излучатель, приемник света, предварительный усилитель, частотнозадающую цепь и оконечный усилитель, включенные последовательно между выходом приемника и входом излучателя, дополнительно введены последовательно соединенные приемник света, предварительный усилитель и частотноэадающая цепь, На фиг. 1 приведена структурная схема датчика положения рабочего органа меха17.1 9893 низма; на фиг, 2 — пример конкретного вы- включения и порог выключения, причем по lHBHUIA датчика, его принципиальная схе- U eye > 0вцкл, ма; на фиг. 3 — принцип работы В,исходном состоянии конденсатор С автогенерирующего мультивибратора на разряжен (U=O) и напря>кение на входе основе триггера Шмидта; на фиг. 4 — пере- 5 меньше Uexs, а на выходе логического эледаточные характеристики триггера Шмидта; мента устанавливается напря>кение высокона фиг. 5 — расположение светодиодов в го уровня, Конденсатор С заря>кается через корпусе датчика; на фиг. 6 — диаграммы Bbl- резистор R до напряжения включения Uean ходного сигнала датчика. и при достижении порога включения логичеДатчик положения рабочего органа ме- 1О ски";òîÿíèåна проханизма содер>кит излучатель 1, каналы оп- тивоположное, на выходе устанавливается тической связи а и в, приемники света 2 и 5, напряжение низкого уровня. Начинается предварительные усилители 3 и 6,частотно- разряд конденсатора через резистор В до задающие цепи 4 и 7, линии связи с и d напряжения Ue«, состояние выхода снова выходной усилитель 8, линию связи е с 15 меняется, т.е. на выходе схемы возникают внешним устройством g, Элементы 1,2, 3,4, прямоугольные колебания, частота которых

8, соединенные последовательно линиями определяется параметрами RC-цепочки. связи а,с, е, образуют первый генератор В принципиальной схеме, представленпрямоугольных колебаний со скважно- ной на фиг, 2, колебания возникают по анастью Т/с 20, что соответствует состоя- 20 логичному принципу, но с целью получения нию .логического "0" датчика (Т-период колебаний с резко отличающейся скважноколебаний выходного сигнала датчика, т — стью применены более сложные RC-цепочвремя включенного состояния датчика). ки: R7, R6, С1 и RB, R9, R10, С2. Транзистор

Элементы 1, 5, 6, 7, 8, соединенные после- VT2, частотнозадающая цепочка RB, R9,810, довательно линиями связи в, д, е, образуют 25 С2, триггер D1, усилитель тока натранзистовторой генератор прямоугольных колеба- ре ЧТЗ, охваченные внешней оптической ний со скважностью Т/т 1,005, что соот- связью, создаваемой светодиодами VD5, ветствует состоянию логической единиць1 V02, образуют второй генератор прямоугольных колебаний со сква>кностью

B каждый момент времени работает 30 Т /1 1,005. Транзистор ЧТ1, частотнозадатолько один из каналов оптической связи (а ющая цепочка R6, R7, С1, триггер 01 усилиили в) и генерируетпрямоугольные импуль- тель тока на транзисторе VT3, охваченные сы только один из генераторов. внешней оптической связью, создаваемой

Скважность импульсов определяет ло- светодиодами И35, VD1 образуют первый гическое состояние датчика, а наличие им- 35 генератор прямоугольных колебаний со пульсов свидетельствует о его исправности. сква>кн остью Т/t 20 (фиг, 6).

На фиг.2 приведена принципиальная Скважность и частота колебаний генесхема датчика положения рабочего органа раторов определяется постоянной времени механизма. Схема состоит из инфракрас- зар да конденсатора, ного излучателя на светодиоде VD5, при- 40 Для первого генератора; емников инфракрасного излучения на время заряда C> — — В7 х С1; светодиодах VD1 и VD2, усилителей на тран- время разряда С1 =- В х С1. зисторах VT1 и ЧТЗ, частотнозадающих Для второго генератора цепочек R6, R7, С1 и RB, R9, К JO, С2, поро- время заряда С = (R8+ Вэ) х Ск

ro8oro элемента D1, усилителя тока на тран- 45 время разряда Cz =- йю х Cz, зисторе VT3 и линии внешней связи для В ка>кдый момент времени, в зависимоподключения электромагнитного реле или сти от поло>кения пластинки, перекрываюэлектронного устройства, щей светодиоды Ч01 и VD5 (фиг. 5), задейс гвован только один из внешних канаРабота схемы несколько похожа на ра- 50 лов оптической связи(либо VD5- VD1, либо боту автогенерирующего мультивибратора VD5- ИЭ2) и, следовательно, работает тольна основе триггера Шмидта, представлен- ко один из генераторов. ного на фиг. 3. Скважность колебаний первого генераЛогические элементы на основе тригге- тора более 20, что соответствует низкому ра Шмидта имеют внутреннюю положитель- 55 уровню выход;-датчика,,а скважность коленую обратную связь и передаточную баний второго генератора менее 1,005, что характеристику со значительным гистерези- соответствует высокому уровню выхода датсом (фиг. 4). Как видно из передаточной ха- чика, а наличие в обоих случаях колебаний рактеристики, триггер имеет порог свидетельствует об исправности датчика.

1719893

Использование предлагаемого датчика позволяет увеличить срок службы оборудования, предотвратить аварийные ситуации, возникающие в результате неисправности самих датчиков положения.

Формула изобретения

Датчик положения рабочего органа механизма, содержащий излучатель и приемник света, размещенные с возможностью оптической связи по разные стороны канала перемещения рабочего органа механизма, и предварительный усилитель, частотнозадающая цепь и оконечный усилитель, включенные последовательно между выходом приемника и входом излучателя, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения ремонтопригодности, он снабжен дополни5 тельными последовательно соединенными приемником света, предварительным усилителем и частотнозадающей цепью выход которой подключен к входу оконечного усилителя, при атом дополнительный приемник

10 размещен с возможностью оптической связи с излучателем через отражающую поверхность перемещаемого рабочего органа механизма.

1719893

Составитель С.Смирнов

Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Редактор И.Сегляник

Заказ 764 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101