Датчик швидкості

Корисна модель відноситься до автоматики й обчислювальної техніки та може бути використана для контролю швидкості за допомогою стрічкових конвеєрів і транспортерів. Найбільш близьким по технічній сутності до заявленого рішення є датчик швидкості за [патентом України №18469, кл. G05D 13/00], що являє собою кодовий диск, на якому нанесені доріжки, розташовані в шаховому порядку. Контрольна доріжка служить для визначення повного обороту кодового диска. У зв'язку з позитивними якостями даного датчика його недоліком є порівняно вузький діапазон вимірів, в основному для конвеєрів і дозаторів, де він забезпечує точність визначення швидкості при більших швидкостях. Поставлене завдання вирішується тим, що заявлений датчик постачений високостабільним генератором із кварцовою стабілізацією, перший фотодіод з'єднаний з першим входом тригера пам'яті "Тг"1, а через схему "НЕ"1- із другим входом, вихід якого з'єднаний з першим входом логічної схеми "И"1, а другий вхід "И"1 через дільник частоти "Дч" - з генератором імпульсів "ГІ" вихід логічної схеми "И"1, з'єднаний з першим входом лічильника "Сч"1 і першим входом логічної схеми "И"2, другий вхід лічильника "Сч"1 підключений до другого виходу тригера пам'яті "Тг"1, а виходи "Сч"1 з'єднані із входами дешифратора "Д"1, один вихід якого з'єднаний зі світловим табло "Св.т"1, а другий вихід - із входом схеми порівняння "СС"1, другий вхід якої з'єднаний із задатчиком "3"2, а другий вихід "СС"1 через схему "НЕ"3 – із третім входом логічної схеми "И"1. Другий фотодіод з'єднаний через перемикач "К"1 із входом лічильника "Сч"3, перший вихід якого з'єднаний із другим входом логічної схеми "И"2 і з першим входом логічної схеми "И"3, другий вхід "И"3 через схему "НЕ"2 з'єднан із другим входом лічильника "Сч"3, а вихід "И"3 з'єднаний з лічильником "Сч"2, перший вхід логічної схеми "И"2 з'єднаний з виходом логічною схемою "И"1, а третій вхід підключений до другого входу лічильника "Сч"3, а вихід "И"2 з'єднаний з першим входом лічильника "Сч"2, вихід якого через дешифратор з'єднаний зі світловим табло "Св.т"2. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, і результатів, що досягаються, полягає в тім, що підвищується точність виміру при малих швидкостях стрічки за рахунок збільшення кількості імпульсів за допомогою квантування сигналів у кожній світловій ділянці, що надходять від високостабільного генератора із кварцовою стабілізацією, а також усуває імпульси при помилковому спрацьовуванні датчика. Сутність виміру пояснюється структурною схемою Малюнок 1, де датчик швидкості являє собою кодовий диск 3, на якому нанесена кодова доріжка 4 і контрольна доріжка 5 з однією світловою міткою 6. Фотодатчик 7 з убудованими фотодіодами, де фотодіод 1 - для підрахунку кількості імпульсів за один оборот кодового диска 3, і фотодіод 2 - для контролю кількості оборотів кодового диска. Тригер нам'яті "Тг"1, перший вхід якого безпосередньо з'єднаний з фотодіодом 1, а другий вхід "Тг"1 з'єднаний через схему "HE"1. Вихід тригера пам'яті "Тг"1 з'єднаний з першим входом логічної схеми "И"1, другий вхід "И"1 підключений до дільника частоти "Дч", а вихід з'єднаний з лічильником "Сч"1, другий вхід якого підключений до другого виходу тригера пам'яті "Тг"1. Виходи лічильника "Сч"1 підключені до входів дешифратора "Д''1, один вихід якого з'єднаний з першим входом схеми порівняння "СС"1, другий вхід схеми порівняння "СС"1 з'єднаний із задатчиком "3"2, а вихід його через схему "НЕ"3 підключений до третього входу логічної схеми "И"1. Другий фотодіод з'єднаний через перемикач "К"1 із входом лічильника "Сч"3, перший вихід якого підключений із другим входом логічної схеми "И"2 і з першим входом логічної схеми "И"3, другий вхід "И"3 через схему "НЕ"2 з'єднаний із другим виходом лічильника "Сч"3, а вихід з'єднаний з лічильником "Сч"2. Перший вхід логічної схеми "И"1 з'єднаний з логічною схемою "И"Ч, а третій вхід підключений до другого виходу лічильника "Сч"3, а вихід з'єднаний з першим входом лічильника "Сч"2, вихід якого через дешифратор підключений зі світловим табло "Св.т"2. Датчик працює в такий спосіб. Так, наприклад, швидкість конвеєрної стрічки 0,005м/с або 5мм/с, діаметр кодового диска 120мм, що забезпечує довжину окружності 376,8мм. Довжина світлової ділянки 5мм, темної - 3мм, загальна довжина однієї ділянки становить 8мм. Кількість ділянок 376,8/8 = 47шт. За один оборот кодового диска потрібно одержати 470 імпульсів, Задатчиком "3"1 встановлюється частота, з якої дільник частоти "Дч" повинен видати кількість імпульсів для заповнення одпісЇ світлової ділянки, у нашому випадку 10 імпульсів. Задатчиком "3"2 установлюється цифра 10, після чого включається конвеєр у роботу. При русі стрічки працює датчик, кодовий диск 3 обертається й при цьому періодично освітлюються світлі ділянки 4, фотодіод 1 відкривається й тригер пам'яті "Тг"1 перемикається в робоче положення й знімає "заборону" з логічної схеми "И"1, при цьому імпульси з дільника частоти "Дч" через логічну схему "И"1 надходять на вхід лічильника "Сч"1, що відраховує імпульси й через дешифратор "Д"1 надходять на вхід схеми з "СС"1. При рівності кількість імпульсів, заданих задатчиком "3"2 спрацьовує "СС"1 і через схему "НЕ"2 видає "заборона" на логічну схему "И"1. Рахунок припиняється й на світловому табло "Св.т"1 відображається число 10. При подальшому обертанні кодового диска 3, світла ділянка 4 губить освітленість, фотодіод 1 закривається, спрацьовує схема "НЕ"1 і переводить тригер "Тг"1 у неробоче положення. Рахунок припиняється, закривається логічна схема "И"1 і тим самим обнуляется дешифратор "Д"1. При висвітленні наступної світлової ділянки фотодіод 1 і тригер пам'яті "Тг"1 перемикається в робоче положення, знімається "заборона" з логічної схеми "И"1 і процес повторюється. При перевірці правильності роботи датчика перемикач "К"1 встановлюється в положення "Перевірка". При освітленості світлової ділянки 6 фотодіод 2 відкривається й переводить лічильник "Сч"3 у робоче положення. Лічильник "Сч"3 починає рахувати кількість оборотів кодового диска 3, положения якого наведені в таблиці 1. Лічильник рахує до чотирьох, після чого цикл повторюється. Таблица 1 Положения лічильника 1 2 3 4 I II 0 1 0 1 0 0 1 1 У третім положенні лічильника "Сч"3 0, 1 спрацьовує логічна схема "И"3 і встановлює лічильник "Сч"2 у вихідне положення, у четвертому положенні лічильника "Сч"3 1, 1 знімається заборона з логічної схеми "И"3 і сигнали з логічної схеми "И"1 надходять на лічильник Сч2, що вважає кількість імпульсів за один оборот кодового диска 3, при повному обороті кодового диска рахунок припиняється й посчитаное число через дешифратор "Д"2 відображається на світловому табло "Св.т"2.