УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦЕНТРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ЛИМБОВ

Полезная модель относится к автоматике и измерительной технике и может быть использована для контроля центрировки (величины децентрировки) лимбов.
Известны устройства для центрирования оптических лимбов, основанные на визуальном контроле децентрировки лимбов с использованием оптических приборов (см., например, авторское свидетельство СССР №111263 от 01.01.1957 г.). К недостаткам данных устройств можно отнести низкую производительность при работе, необходимость использования дополнительного оборудования, зависимость точности центрировки от человеческого фактора, низкую чувствительность к дефектам изготовления растров.
Известен способ центрирования лимбов и устройство с его использованием, состоящее из двух диаметрально расположенных считывающих систем, блоков преобразования и суммирования электрических сигналов и регистрирующего устройства. По величине смещения сигналов друг относительно друга можно определить величину децентрировки лимба. (Авторское свидетельство СССР №1223040 от 07.04.1986). К недостаткам данного способа и устройства можно отнести невозможность определения величины децентрировки лимба, превышающей несколько периодов растра и низкую производительность при работе.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для центрирования лимбов, (патент Великобритании №1375824, опубл. 27.11.1974) состоящее из двух диаметрально расположенных считывающих систем, блоков формирования счетных импульсов (БФСИ) с каждой из считывающих систем и реверсивного счетчика. Причем, БФСИ формирует на первом входе импульсы в случае вращения лимба, например, по часовой стрелке, на втором при вращении против часовой. В результате на выходе реверсивного счетчика формируется код, пропорциональный величине децентрировки. Данное техническое решение принято за прототип настоящей полезной модели. Указанное устройство позволяет производить центрировку лимба, имеющего смещение в несколько периодов растра, К недостаткам данного устройства можно отнести необходимость предварительной установки лимба с точностью, обеспечивающей получение со считывающих систем устойчивых сигналов, пригодных для формирования счетных импульсов, т.е. предварительную установку лимба с точностью не менее ширины растра вдоль оси, соединяющей оптические системы. При осуществлении центрировки может происходить случайное смещение лимба на величину превышающую ширину растра. В этом случае устройство-прототип перестает функционировать, т.к. теряется сигнал со считывающих систем, останавливается вращение лимба, используются оптические средства, например лупа, для предварительной центрировки. Процесс центрировки затягивается, т.к. контроль осуществляется визуально.
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства. Заявляемое устройство обеспечивает ускорение центрировки за счет применения для предварительной центрировки аналоговых сигналов, снимаемых с фотоприемников.
Устройство для контроля центровки оптических лимбов, содержащее две диаметрально расположенные считывающие системы, два блока формирования счетных импульсов (БФСИ), выполненных с двумя выходами "+" и "-", на которых формируются сигналы в зависимости от направления вращения лимба, реверсивный счетчик, каждая считывающая система включает два фотоприемника с установленными на них индикаторными растрами, источник излучения, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит блок формирования дифференциального аналогового сигнала с фотоприемников, симметрично расположенных относительно оси вращения лимба, устройство отображения величины дифференциального сигнала, причем габаритный размер фотоприемников меньше ширины растра, а фотоприемники установлены у края растра, фотоприемники каждой считывающей системы подключены к блоку формирования счетных импульсов, первый выход первого БФСИ подключен к положительному входу реверсивного счетчика, второй выход первого БФСИ подключен к отрицательному входу реверсивного счетчика, первый выход второго БФСИ подключен к отрицательному входу реверсивного счетчика, второй выход второго БФСИ подключен к положительному входу реверсивного счетчика, один из фотоприемников первой считывающей системы подключен к положительному входу блока формирования дифференциального аналогового сигнала, один из фотоприемников второй считывающей системы подключен к отрицательному входу блока формирования дифференциального аналогового сигнала, выход блока формирования аналогового дифференциального сигнала подключен к устройству отображения.
Применение фотоприемников размером меньше ширины растра позволяет обеспечивать сильное изменение освещенности даже при небольших смещениях лимба. Установка фотоприемников у края обеспечивает исключение зоны нечувствительности.
Любое смещение растра будет приводить к изменению уровня освещенности фотоприемников.
Блок формирования дифференциального аналогового сигнала обеспечивает возможность представления на устройстве отображения величины децентрировки вдоль оси, соединяющей считывающие оптические системы.
Сущность полезной модели поясняется фигурами, где изображены:
фиг.1 - схема устройства;
фиг.2 - лимб с минимальной величиной децентрировки;
фиг.3 - лимб со значительной величиной децентрировки.
Устройство для контроля центровки оптических лимбов 1, содержащее две диаметрально расположенные считывающие системы 2, два блока 3 и 4 формирования счетных импульсов, выполненных с двумя выходами "+" и "-" на которых формируются сигналы в зависимости от направления вращения лимба 1, реверсивный счетчик 5, каждая считывающая система включает два фотоприемника 6, 7 и 8, 9 (показаны на фиг.2, 3) и источник излучения 10, устройство содержит блок 11 формирования дифференциального аналогового сигнала с фотоприемников, симметрично расположенных относительно оси вращения лимба 1, устройство 12 отображения величины дифференциального сигнала, причем габаритный размер фотоприемников 6, 7 и 8, 9 меньше ширины растра 13, а фотоприемники 6, 7 и 8, 9 установлены у края растра 13, фотоприемники 6, 7 и 8, 9 каждой считывающей системы 2 подключены к блокам 3 и 4 формирования счетных импульсов, первый выход (+) первого БФСИ 3 подключен к положительному входу реверсивного счетчика 5, второй выход (-) первого БФСИ 3 подключен к отрицательному входу реверсивного счетчика 5, первый выход (+) второго БФСИ 4 подключен к отрицательному входу реверсивного счетчика 5, второй выход (-) второго БФСИ 4 подключен к положительному входу реверсивного счетчика 5, фотоприемник 6 первой считывающей системы подключен к положительному входу блока 11 формирования дифференциального аналогового сигнала (фиг.2, 3), фотоприемник 9 второй считывающей системы 2 подключен к отрицательному входу блока 11 формирования дифференциального аналогового сигнала (фиг.2, 3). Выход блока 11 формирования аналогового дифференциального сигнала подключен к устройству отображения 12. На фиг.1 показано устройство 14 отображения показаний реверсивного счетчика 5. На каждом фотоприемнике 6, 7 и 8, 9 установлен индикаторный растр.
На фиг.2 и 3 приведено пояснение принципа действия предлагаемого технического решения. Центрируемый лимб 1 представляет собой непрозрачный диск с растром 13 (условно показана только часть). Напротив дорожки с растром 13 установлены считывающие системы 2 с осветителями 10 (показано на фиг.1), каждая из которых представляет собой два фотоприемника 6, 7 и 8, 9 (фиг.2, 3) с установленным перед каждым из них индикаторным растром (на фигурах не показан).
Работает устройство следующим образом.
Точную центрировку проводят при вращающемся лимбе 1. Блоки 3 и 4 из аналоговых сигналов, поступающих из систем 2, в зависимости от направления вращения лимба 1, формируют счетные импульсы <+>, в случае вращения лимба 1 по часовой стрелке или счетные импульсы <->, в случае вращения лимба 1 против часовой стрелки. Импульсы поступают на входы реверсивного счетчика 5.
Импульсы с первого выхода (+) первого БФСИ 3 поступают на положительный вход (+1) реверсивного счетчика 5. Импульсы со второго выхода (-) первого БФСИ 3 поступают на отрицательный вход (-1) реверсивного счетчика 5. Импульсы с первого выхода (+) второго БФСИ 4 поступают на отрицательный вход (-1) реверсивного счетчика 5. Импульсы со второго выхода (-) второго БФСИ 4 поступают на положительный (+1) вход реверсивного счетчика 5.
В результате на выходе счетчика 5 формируется код, пропорциональный величине децентрировки лимба 1. Вращение лимба 1 останавливают при максимальном значении кода, отображаемом на устройстве 14, и перемещают лимб 1 в направлении, перпендикулярном линии, соединяющей считывающие системы 2.
Однако, при осуществлении центрировки может происходить случайное смещение лимба 1 на величину превышающую ширину растра 13. В этом случае устройство-прототип перестает функционировать, т.к. теряется сигнал со считывающих систем 2.
При значительной децентрировки лимба 1, как условно показано на фиг.3 сигналы с фотоприемников 6, 7 из-за перекрытия их непрозрачной частью лимба в считывающей системе 2 будут меньше необходимого уровня или отсутствовать, что приведет к сбоям в работе прототипа. В этом случае при работе с устройством-прототипом останавливается вращение лимба 1, используются оптические средства, например лупа, для предварительной центрировки. При этом процесс центрировки затягивается, т.к. контроль осуществляется визуально.
Заявляемое устройство позволяет продолжить центрировку лимба 1 по устройству отображения 12. Неподвижный центрируемый лимб 1 перемещают вдоль линии, соединяющей считывающие системы 2, до получения минимальной или нулевой разности сигналов на выходе блока 11, которую контролируют с помощью устройства 12. При необходимости лимб 1 разворачивают на 90 градусов и повторяют описанную выше операцию.
Таким образом, расширяются функциональные возможности устройства с обеспечением возможности предварительной центрировки по сигналам с фотоприемников считывающих систем, значительно ускоряется и упрощается процесс центрировки в целом.