Унитарные фотоэлектрические масочные ДОС.

Схема работы унитарного фотоэлектрического датчика показана на рис.

Датчик состоит из маски в виде оптического диска с нанесенными на него непрозрачными рисками, при этом ширина риски равна расстоянию меду рисками. Эти риски при вращении диска модулируют световой поток излучателя. В результате этого на выходе фотоприемника получается импульсная последовательность в виде циклограммы Uосн. на рис. Длительность импульсов зависит от скорости вращения диска и соответственно скорости перемещения рабочего органа станка. Величина перемещения рабочего органа в этом случае равна:

 

L = f * N, где:

N - число импульсов на выходе фотодатчика,

f - величина дискреты датчика.

Величину дискреты можно определить из условия:

f = l / n, где:

l – величина перемещения, соответствующая одному обороту диска,

n – число рисок на диске.

Таким образом, величина дискреты определяет собой точность измерения перемещения рабочего органа: чем больше рисок, тем меньше дискрета и тем точнее измерение перемещения рабочего органа.

Число рисок на маске зависит от двух факторов: от площади приемного окна фотодатчика и диаметра диска. Первый фактор существенно не допускает уменьшения ширины риски, другими словами увеличения числа рисок при заданном диаметре диска, увеличение же диаметра приводит к увеличению общего габарита датчика.

Для увеличения числа импульсов с выхода датчика и, следовательно, увеличения точности отсчета используется метод электронной мультипликации сигналов. На рис. приведена схема электронной мультипликации, позволяющая увеличить число импульсов в четыре раза.

Для реализации этого способа в датчик устанавливается вторая оптическая пара (излучатель и фотоприемник), оптическая ось которой смещена на половину ширины риски. Данная оптическая пара находится на том же диаметре, что и основная, а циклограмма импульсов данной пары (U см.) показана на рис. После инвертирования этих двух сигналов с выходов датчика снимается четыре последовательности импульсов: U осн, Uсм, Uосн (инв.) и Uсм (инв). Полученная совокупность импульсов подается на схему электронной мультипликации, показанную на рис.

Схема работы унитарного фотоэлектрического датчика

Uосн (инв)

Схема работает следующим образом. Все четыре выходных сигнала датчика подаются на схемы одновибраторов, с выходов которых снимаются короткие импульсы (Имп.осн., Имп.см., Имп. осн. инверсный, Имп. см. инверсный). Одновибраторы настраиваются на определенный фронт входного сигнала, например, на перепад сигнала с нулевого уровня на единичный. В зависимости от направления вращения датчика импульсы направляются на одну из схем 4х2И-ИЛИ-НЕ на разрешениях соответствующих сигналов датчика. Например, при движении вперед импульс основного сигнала Имп. осн. пройдет через схему 2И-4ИЛИ-НЕ (через первый элемент 2И) на положительный вход реверсивного счетчика при разрешающем (высоком) уровне сигнала Uсм. инверсный. Аналогичным способом пройдут в счетчик остальные три импульса, сформированные за один период сигналов со счетчика на соответствующих разрешающих сигналах. Таким образом, при повороте датчика на угол, соответствующий одной риске в счетчик пройдут четыре импульса. При изменении направления движения рабочего органа мультиплицированные импульсы будут проходить на инверсный вход реверсивного счетчика. Схему подключения сигналов в этом случае предлагается в этом случае построить читателю самостоятельно. Таким образом, в реверсивном счетчике постоянно сохраняется текущее значение контролируемой координаты в дискретах унитарного датчика. Построенная таким образом измерительная система весьма проста по устройству, однако обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что после выключения устройства ЧПУ вся информация исчезает и для продолжения работы необходимо возвратить рабочий орган в начальное положение, фиксируемое внешним концевым выключателем и сигналом от нуль - метки (выход U нм.), т.е. специальной фотопары, работающей от отдельной риски на диске датчика (см. устройство датчика на рис. ). На практике для реализации схемы электронной мультипликации разработана специальная микросхема, например, К1801-ВП1 – 015, в состав которой вошли одновибраторы, схемы совпадения и реверсивный счетчик, благодаря чему с выходного регистра микросхемы можно в любой момент сосчитать действительное значение измеряемой координаты. Сигнал с нуль – метки можно использовать для подсчета числа полных оборотов датчика. Примером унитарного фотоэлектрического датчика может служить датчик типа ВЕ-172.

 

Рис. Схема электронной мультипликации.

 

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО, ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КООПЕРАТИВ, УНИТАРНЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ
2. Фотоэлектрические полупроводниковые приборы.
3. Фотоэлектрические преобразователи