CS258782B1

CS258782B1 - Photoelectric transducer sensor

Info

Publication number: CS258782B1
Application number: CS859486A
Authority: CS
Inventors: Emanuel Krivanek; Vaclav Trunec
Original assignee: Emanuel Krivanek; Vaclav Trunec
Priority date: 1986-11-24
Filing date: 1986-11-24
Publication date: 1988-09-16

Abstract

Řešení se týká fotoelektrického snímače výchylky opatřeného clonkou, u něhož se řeší uspořádáni fotonek světelného zdroje, clonky á' vyhodnocovací aparatury umožňující aplikaci snímače pro přesné měřicí přístroje, například pro libelu apod. Snímač má clonku umístěnou mezi světelným zdrojem a dvojicí fotonek, které jsou připojeny k vyhodnocovací aparatuře tvořené rozdílovým obvodem, součtovým obvodem a regulačním obvodem. Signál z rozdílového obvodu je vyveden na výstup vyhodnocovací aparatury, signál ze součtového obvodu je zaveden do regulačního obvodu pro stabilizaci světelného zdroje.The solution concerns a photoelectric deflection sensor provided with a diaphragm, in which the arrangement of photons of a light source, diaphragm and evaluation apparatus is solved, enabling the application of the sensor for precise measuring instruments, for example for a spirit level, etc. The sensor has a diaphragm located between the light source and a pair of photons, which are connected to the evaluation apparatus consisting of a differential circuit, a summing circuit and a control circuit. The signal from the differential circuit is output to the output of the evaluation apparatus, the signal from the summing circuit is introduced into the control circuit for stabilizing the light source.

Description

Vynález se týká fotoelektrického snímače výchylky opatřeného clonkou, u něhož se řeší uspořádání fotonek, světelného zdroje, clonky a vyhodnocovací aparatury umožňující, aplikaci snímače pro přesné měřicí přístroje.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a photoelectric displacement transducer provided with a diaphragm, in which the arrangement of the photocells, the light source, the diaphragm and the evaluation apparatus are provided to enable the sensor to be applied to precision measuring instruments.

Z praxe je známa potřeba měřeni výchylek různých předmětů nebo měření různých fyzikálních veličin, které je možno převést na měření výchylek nějakého elementu. Pro tyto účely je známo použiti snímačů založených na fotoelektrickém principu založeném na zaclánění světelného zdroje. Získaný fotoelektrický signál se používá pro měřicí nebo regulační účely.It is known in practice to measure the displacements of various objects or to measure different physical quantities that can be converted to the displacements of an element. For this purpose, it is known to use sensors based on the photoelectric principle based on the shielding of the light source. The obtained photoelectric signal is used for measurement or control purposes.

Problém pro vysoce citlivá měření výchylek je získání dostatečně velkého signálu a současně i signálu pro stabilizaci světelného zdroje a dále takové uspořádání fotoelektrických čidel zacláněcího elementu a světelného zdroje, které by umožnilo při malých rozměrech fotoelektrického snímače jeho aplikaci pro měření různých veličin podle druhu použitého zacláněcího elementu.The problem for highly sensitive deflection measurements is to obtain a sufficiently large signal as well as a signal for stabilizing the light source, as well as an arrangement of photoelectric sensors of the shading element and light source that would allow its application for measuring various quantities according to the type of shading element .

Tento problém je odstraněn vynálezem fotoelektrického snímače výchylky předmětu obsahujícího clonku spřaženou s předmětem, umístěnou mezi světelným zdrojem a dvojicí fotonek, jehož podstata spočívá v tom, že fotonky jsou připojeny jednak na dva vstupy rozdílového obvodu, jednak na dva vstupy součtového obvodu, přičemž výstup součtového obvodu je připojen k regulačnímu zesilovači, jehož výstup je připojen ke světelnému zdroji.This problem is overcome by the invention of a photoelectric displacement sensor of an object comprising an orifice coupled to an object located between a light source and a pair of photocells, the principle being that the photocells are connected to two differential circuit inputs and two summation circuit inputs. The circuit is connected to a control amplifier whose output is connected to a light source.

Podstata dalšího zdokonalení spočívá v tom, že k výstupu rozdílového obvodu je připojena zobrazovací jednotka.The essence of another improvement is that a display unit is connected to the output of the differential circuit.

Podstata další úpravy spočívá v tom, že clonka je tvořena hladinou kapaliny v zakřivené trubici libely.The essence of the further modification is that the orifice is formed by the level of liquid in the curved vial tube.

Další úpravy fotoelektrického snímače lze provést např. tak, že clonka je tvořena kapalinou v U-trubici manometru, nebo že clonka je tvořena neprůsvitnou destičkou spojenou s vahadlem.Further modifications of the photoelectric sensor can be carried out, for example, in that the diaphragm is formed by liquid in the U-tube of the manometer, or that the diaphragm is formed by an opaque plate connected to the rocker arm.

Výhodou tohoto řešení je jeho vysoká citlivost, konstrukční jednoduchost a snadná aplikace pro různé měřiči přístroje.The advantage of this solution is its high sensitivity, simplicity of construction and easy application for various measuring instruments.

Na připojeném výkresu jsou schematicky znázorněny tři příklady provedení vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněno provedení fotoelektrického snímače jako libely pro měření sklonu předmětu od vodorovné roviny, na obr. 2 je znázorněno provedení fotoelektrického snímače jako manometru se snímáním výchylky hladiny kapaliny a na obr. 3 je znázorněno provedení fotoelektrického snímače pro snímání výchylky vahadla od rovnovážné polohy.In the accompanying drawing, three exemplary embodiments of the invention are schematically illustrated, wherein FIG. 1 illustrates an embodiment of a photoelectric sensor as a vial for measuring an object's inclination from a horizontal plane, FIG. 2 illustrates an embodiment of a photoelectric sensor as a manometer with liquid level sensing; Figure 3 shows an embodiment of a photoelectric sensor for sensing the rocker arm from the equilibrium position.

Fotoelektrický snímač výchylek předmětu má clonku 5 spřaženou s předmětem, kterážto clonka 5 je umístěna mezi světelným zdrojem 2 a. dvojicí fotonek JL a 2. Fotoelektrický snímač dále má vyhodnocovací aparaturu 7, tvořenou rozdílovým obvodem _S, součtovým obvodem 9_ a regulačním obvodem 11 Přitom je první fotonka 1. připojena k jednomu vstupu rozdílového obvodu 8^ a k jednomu vstupu sdučtového obvodu 9, zatímco druhá fotonka 2 je připojena ke druhému vstupu rozdílového obvodu 8 a ke druhému vstupu součtového obvodu 9. Výstup rozdílového obvodu 8 je vyveden na výstupní svorku 12 a výstup součtového obvodu 2 je připojen na regulační vstup regulačního obvodu 11 zapojeného mezi napájecí přívod 13 a světelný zdroj .3·The photoelectric displacement sensor has an aperture 5 coupled to the object, the aperture 5 being located between the light source 2 and a pair of photocells 11 and 2. The photoelectric sensor further comprises an evaluation apparatus 7 consisting of a differential circuit S, a summing circuit 9 and a control circuit 11. the first photocell 1 is connected to one input of the differential circuit 8 and to one of the input circuit 9, while the other photocell 2 is connected to the second input of the differential circuit 8 and to the second input of the total circuit 9. The output of the differential circuit 8 is connected to the output terminal 12; the output of the summation circuit 2 is connected to the control input of the control circuit 11 connected between the power supply 13 and the light source.

V prvním příkladu provedení (obr. 1) je fotoelektrický snímač aplikován na libelu, přičemž clonka 5 je tvořena hladinou kapaliny uzavřené v zakřivené trubici 4_ vsazené v rámu ř>. Přitom je světelný zdroj 3 umístěn pod zakřivenou trubicí 4 a obě fotonky 1 a 2 nad zakřivenou trubicí 4. V druhém příkladu provedení (obr. 2) je tentýž fotoelektrický snímač aplikován u trubicového manometru, v němž clonka EJ je tvořena kapalinou v U-trubici 14 manometru, přičemž každá z obou fotonek 1 a 2 je umístěna u jedné větvě U-trubice 14 a světelný zdroj 3^ je umístěn mezi oběma větvemi U-trubice 14. Ve třetím příkladu provedení (obr. 3) fotoelektríc ký snímač je aplikován u vážícího zařízení tak, že clonka 5 je tvořena neprůsvitnou destičkou spojenou s vahadlem 15.In the first exemplary embodiment (FIG. 1), the photoelectric sensor is applied to the vial, the orifice 5 being the liquid level enclosed in the curved tube 4 embedded in the frame 4. In this case, the light source 3 is located below the curved tube 4 and both the photons 1 and 2 above the curved tube 4. In the second exemplary embodiment (Fig. 2), the same photoelectric sensor is applied to a tube manometer in which the orifice EJ is formed by liquid in the U-tube 14 of the pressure gauge, wherein each of the photons 1 and 2 is located at one branch of the U-tube 14 and the light source 3 is located between the two branches of the U-tube 14. In a third embodiment (FIG. 3), the photoelectric sensor is applied. weighing device such that the screen 5 is formed by an opaque plate connected to the rocker arm 15.

Zapojeni vyhodnocovací aparatury 7_ lze upravit připojením zobrazovací jednotky 10 ¹ k výstupu rozdílového obvodu 2·The connection of the evaluation apparatus 7 can be adjusted by connecting the display unit 10 ¹ to the output of the differential circuit 2.

Při měření výchylky předmětu nebo při měření fyzikální veličiny převedené na výchylku se ve fotoelektrlckém snímači pohybuje clonka 2 mezi světelným zdrojem 3 ^a dvojicí fotonek 1 a 2, přičemž je vždy jedna z dvojice fotonek 2 ^a 2 zakrývána a druhá odkrývána, čímž se signál jedné z obou fotonek 2 ^a 2 zvětšuje a druhé z obou fotonek 2 ^a 2 zmenšuje. V rozdílovém obvodu 2 je utvořen z hodnot obou signálů rozdílový signál, jehož velikost je úměrná velikosti vychýlení clonky 2 ² počáteční polohy, například z rovnovážné polohy, v niž má rozdílový signál nulovou hodnotu.When measuring the deflection of an object or measuring the physical quantity converted to deflection, the aperture 2 moves between the light source 3 ^{and the} pair of photocells 1 and 2 in the photoelectric sensor, one of the two photocells 2 ^and 2 being covered and the other exposed. of both photons 2 ^and 2 increases and the other of both photons 2 ^and 2 decreases. The subtractor circuit 2 is formed from the values of the two signals a difference signal whose magnitude is proportional to the deflection of the diaphragm 2 ² initial position, for example from the equilibrium position, in which the difference signal is zero.

V součtovém obvodu 2 je vytvářen součtový signál,' jehož hodnota je konstantní pro všechny polohy clonky 2· Tento součtový signál je zaveden do regulačního obvodu 11, ^v němž působí jako zpětná vazba pro stabilizaci světelného toku světelného zdroje 2- Rozdílový signál z výstupní svorky 12 lze následně použit v neznázorněném regulačním obvodu, nebo v.zobrazovací jednotce 22» která může být též trvalou součástí vyhodnocovací aparatury 7_. V prvním příkladu provedení se měří sklon předmětu, resp. jeho povrchu, na který je libela usazena svým rámem 2· ^Ve druhém příkladu provedení se měří hodnota tlaku, převedená na výšku sloupce kapaliny, přičemž změna výšky sloupce kapaliny je registrována oběma fotonkami 2 ^a 2· ^Vetřetím příkladu provedení je indikována výchylka vahadla 15 z rovnovážné polohy.In the summation circuit 2, a summation signal is generated, the value of which is constant for all positions of the aperture 2. This summation signal is applied to the control circuit 11 ⁱⁿ which it acts as a feedback to stabilize the luminous flux of the light source 2. can then be used in a control circuit (not shown) or in a display unit 22, which may also be a permanent part of the evaluation apparatus 7. In the first exemplary embodiment, the inclination of the object is measured. the surface on which the vial is established its frame 2 · ^{In the} second embodiment, the measured pressure value is converted into the height of the liquid column and the change in height of the liquid column is registered with two photocells 2 ^and 2 · ^In the third exemplary embodiment is indicated by the displacement of the rocker arm 15 from equilibrium position.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A photoelectric displacement sensor of an object comprising an orifice coupled to an object located between a light source and a pair of photocells, characterized in that the photocells (1, 2) are connected to two inputs of the differential circuit (8) and to two outputs of the summing circuit (9). ), the output of the differential circuit (8) is connected to the output terminal (12) and the output of the summation circuit (9) is connected to a control amplifier (11), the output of which is connected to the light source (3).

Photoelectric sensor according to Claim 1, characterized in that a display unit (10) is connected to the output of the differential circuit (8).

Photoelectric sensor according to claim 1, characterized in that the orifice (5) is formed by the liquid level in the curved vial tube (4).

Photoelectric sensor according to Claim 1, characterized in that the orifice plate (5) is formed by a liquid in the U-tube (14) of the manometer.

Photoelectric sensor according to claim 1, characterized in that the diaphragm (5) is formed by an opaque plate connected to the rocker arm (15).