44. Импульсные фотоэлектрические преобразователи.

Построены на счете импульсов полученных от растровых или дифракционных решеток. Как правило, в таких системах используется два растра (подвижный и неподвижный). В таких системах растры работают не на пропускание, а на отражение. В последние годы получили распространение растровая измерительная техника в сочетании с фотоэлементами. Применение растров в качестве мер позволяет построить автоматические измерительные системы с погрешностью не более ±0,3-0,5 мкм на длине 1-2 м и до ±0,2 сек для угловых измерений с большим быстродействием (100 и более отсчетов в секунду). В этих системах растровые сопряжения используются как начальный измерительный механизм, дающий высокое передаточное отношение, а фотоэлемент предназначен для преобразования световых полос (растров) в электрические импульсы.

Эти импульсы специальными электрическими устройствами преобразуются в конечном итоге в измерительную информацию, которая может быть представлена в виде цифрового отсчета или преобразована в необходимые сигналы для систем с ЧПУ.

Рассмотрим схему простейшего импульсного преобразователя с одной растровой решеткой (ПФИ)

Рис.

1-деталь 2 – измерительный стержень 3-механическая передаточная система

4 –поворотное зеркальце 5- осветитель 6- растровая решетка (состоит из отражающих полос (светлые) и неотражающих (заштрихованные)

7 –шкала 8-зеркало 9-светочувствительный элемент

Рис.

- шаг растра – ширина неотражающего элемента растровой решетки

– ширина штриха Ф- световой поток X –изменение входной величины

1 зона – движение по отражающей полосе

2 – переход с неотражающей на отражающей

3 – движение по неотражающей полосе

4- переход с отражающей на неотражающую полосу

Статическая характеристика преобразования: импульсная

Недостаток: отсутствует индикатор направления движения пятна по растровой решетке, поэтому любые случайные реверсивные движения или паразитные вибрации светового пятна приводят к погрешности контроля.

Цена одного импульса:

Такой импульсный преобразователь, не имеющий индикатора направления перемещения может применятся только в ограниченных случаях. Например, для сортировки изделия типа тел вращения по размерам при контроле на проход.

Модернизированный фотоэлектрический преобразователь

1. Контролируемая деталь

2. Измерительный стержень

3. Оптикоэлектрическое устройство передачи сигнала

4. Поворотное зеркало 5-Осветитель 6-7 растровые решетки

8. Шкала 9-10 - фотоэлементы

11-12 – реечно-зубчатые механические элементы (служат для взаимного сдвига растровых решеток)

Статическая характеристика зубчатого преобразователя выглядит следующим образом. На решетке 6 пятно находится на неотражающей части, поэтому световой поток на фоторезисторе 9 будет равен 0. Получаем 2 характеристики фоторезистора. (на рис 6-й фотоэлемент сначала 0). Обычно считают не сами пики а серединку светового потока.

Преобразователи этого типа предназначены для использования в контрольно-сортировочных автоматах для контроля размеров, разбраковки изделий по размеру. А так же могут применяться в устройствах автоматической поднастройки и для измерения отклонения от заданной геометрической формы или отклонения расположения поверхности в устройствах с автоматической обработкой результатов нескольких измерений.

Достоинства:

1. малое количество светочувствительных элементов (1 или 2) при числе команд не меньшем, и даже большем чем в преобразователях в модели ПФС

2. Отсутствие необходимости подбора большого числа светочувствительных элементов по основным параметрам

3. Возможность строения измерительных систем с автоматической поднастройкой

4. Относительно небольшие габариты и масса

5. Для выдачи команды не требуются остановки светового индекса, что способствует повышению производительности контроля

6. Унификация выходных сигналов и входа исполнительных устройств. Недостаток: непрерывный счет импульсов требует повышенной надежности от всех элементов измерительной цепи.