Изучение оптических первичных измерительных преобразователей перемещения

1. Цель работы

Целью работы является изучение принципа действия оптических ПП перемещения и экспериментальная проверка их работоспособности.

2. При выполнении лабораторной работы студент должен:

Знать: цель и содержание предстоящей работы, порядок ее выполнения и основные теоретические положения по данной теме.

Уметь: пользоваться измерительными приборами лабораторного стенда.

3. Общие положения

Оптические ПП перемещения с дискретным выходным сигналом применяют для бесконтактного контроля количества штучной продукции (бутылок, упаковок, коробок, мешков…), скорости вращения валов и т.д.

Различают диффузионные, разнесенные и рефлекторные оптические ПП перемещения [см. Конспект лекций по МТИП: Модуль 2, §6.7].

Диффузионные ПП (рис. 4а) в малогабаритном корпусе 1 содержат светодиодный источник 2 и фотодиодный приемник 3 инфракрасного излучения. Они связанны с микросхемой дискретного преобразователя 4, который обычно имеет светодиодный сигнализатор 5 своего срабатывания.

ПП устанавливают перпендикулярно направлению движения контролируемой штучной продукции 6 на требуемом от нее удалении. В зависимости от типа ПП это удаление может составлять от нескольких сантиметров до десятков метров.

При своем движении тело 6 попадает в поперечный поток инфракрасного света, излучаемого источником 2. Часть потока отражается от тела и попадает на

6

1

4

3

2

5

U_пит U_вых

а) б)

Рис. 4 Оптические ПП перемещения

а) - диффузионный; б) – разнесенный

чувствительный элемент 3, что вызывает срабатывание электронного реле 4. При этом его выходной сигнал становится равным уровню логической «1». В этом случае в корпусе ПП загорается светодиодный индикатор 5, сигнализирующий о фиксации очередного движущегося тела.

Когда тело выходит из зоны действия ПП, отраженный световой поток снижается до нуля, что приводит к обратному срабатыванию реле 4 и выходной сигнал ПП становится равным логическому «0». Светодиод 5 гаснет.

Разнесенные ПП получили название из-за своей конструкции, где контролируемое тело проходит между источником и приемником света, разрывая при этом световой поток. При этом источник и приемник монтируют как в отдельных корпусах так и в одном, как показано на рис. 1б.

Здесь корпус 1 ПП имеет прорезь, вдоль которой проходит поток контролируемой штучной продукции 5. С обеих сторон прорези соосно установлены источник 2 (светодиод) и приемник 3 (фотодиод) инфракрасного света, связанные со схемой дискретного преобразования 4. При прохождении очередного тела 5 вдоль прорези световой поток от источника к приемнику прерывается и электронное реле 4 вырабатывает выходной сигнал, соответствующий логической «1». Когда тело 5 выходит из прорези, световой поток от источника 2 к приемнику 3 возобновляется, происходит обратное срабатывание ПП, выходной сигнал которого скачком снижается до уровня логического «0».

Встроенные в ПП дискретные преобразователи 4 имеют контактную или бесконтактную схему передачи выходного сигнала ко вторичному прибору, например, счетчику импульсов, который фиксирует общее количество прошедших единиц продукции.

Контактный выход ПП обычно реализуют на основе схемы типа «сухой контакт» встроенного в ПП выходного электромагнитного, часто герконового реле.

Бесконтактный выход ПП осуществляют использованием в оконечном каскаде ПП выходного транзистора, тиристора или симистора.