專利名稱：多信號(hào)測(cè)速計(jì)長(zhǎng)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工業(yè)傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體的線 速度檢測(cè)、輸送量或產(chǎn)量計(jì)量的多信號(hào)輸出的光電脈沖式傳感器。適于各 類帶材、線材、管材等加工、生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)線速度與計(jì)長(zhǎng)(即輸送量或 產(chǎn)量計(jì)量的簡(jiǎn)稱)的監(jiān)控。
背景技術(shù)：
在諸如軟包裝印刷、塑料薄膜加工生產(chǎn)、紙品、紡織物、膠帶、金屬 箔帶、電線電纜、繩纜等各類帶材、線材、及管材等加工、生產(chǎn)過(guò)程中， 對(duì)線速度與計(jì)長(zhǎng)的測(cè)控是各類生產(chǎn)中的基本要求，并希望傳感器輸出的信 號(hào)要方便于后續(xù)不同需求的處理。而現(xiàn)有的檢測(cè)方法主要有兩種 一是小 車型滾輪接觸式的傳感器，采用光電開(kāi)關(guān)直接輸出，其不足之處在于輸出 信號(hào)單一、不易后續(xù)處理且無(wú)方向信號(hào)、適應(yīng)的車速不高，如專利號(hào)為
ZL96232290.3的測(cè)長(zhǎng)測(cè)速傳感裝置，使用的滾輪直徑為65.5ram，輸出信 號(hào)有每轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)分別為4、 60、 120、 250 P/R，脈沖當(dāng)量非整數(shù) (分別為51.4435匪/P、 3.4296腿/P、 1.7148醒/P、 0.8231醒/P)，難 以與標(biāo)準(zhǔn)的后續(xù)儀表連接；二是在光電編碼器(PG)產(chǎn)品基礎(chǔ)上加裝檢測(cè) 滾輪， 一般為單輪式，其不足之處在于后續(xù)信號(hào)處理量較大，易打滑，且 難以成為通用型產(chǎn)品。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是克服現(xiàn)有的線速度檢測(cè)、計(jì)長(zhǎng)傳感器存在的信 號(hào)單一、后續(xù)儀表或系統(tǒng)使用時(shí)軟件或硬件處理工作量大、及無(wú)辨向功能
及易打滑等問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、安裝方便的可分別適于 要求不同分辨率的測(cè)速、計(jì)長(zhǎng)、及運(yùn)動(dòng)辨向功能的光電脈沖式傳感器。
本實(shí)用新型包括外殼，外殼兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)相同規(guī)格的滾輪，兩 個(gè)滾輪的輪心與穿過(guò)外殼的轉(zhuǎn)軸連接。外殼內(nèi)平行設(shè)置有兩個(gè)相同規(guī)格和
形狀的正交編碼盤，兩個(gè)正交編碼盤的盤心與轉(zhuǎn)軸固定連接。正交編碼盤 為圓片型，盤心設(shè)置有安裝孔，沿圓周方向間隔設(shè)置有檢測(cè)齒和檢測(cè)槽， 每個(gè)正交編碼盤的檢測(cè)齒和檢測(cè)槽數(shù)量和形狀相同。兩個(gè)正交編碼盤的檢 測(cè)齒和檢測(cè)槽錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，錯(cuò)開(kāi)位置的大小為一個(gè)檢測(cè)齒的一半。外殼內(nèi)對(duì) 應(yīng)兩個(gè)正交編碼盤設(shè)置有兩個(gè)槽形光電開(kāi)關(guān)，每個(gè)槽形光電開(kāi)關(guān)的發(fā)射端 和接收端設(shè)置在正交編碼盤的兩側(cè)，并與檢測(cè)齒和檢測(cè)槽位置對(duì)應(yīng)。兩個(gè) 槽形光電開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端與外殼內(nèi)的信號(hào)處理電路板連接，外殼上固定 設(shè)置的航空連接件與信號(hào)處理電路板連接。
信號(hào)處理電路板的印刷電路板上固定設(shè)置有信號(hào)輸入連接件、RC濾
波器、施密特觸發(fā)器、CPLD芯片(可編程邏輯器件)、0C門驅(qū)動(dòng)器、5V 穩(wěn)壓電源、3.3V穩(wěn)壓電源、有源晶振、信號(hào)輸出連接件。其中，信號(hào)輸 入連接件的輸入端與兩個(gè)槽形光電開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端連接，其輸出端與 RC濾波器的輸入端連接，RC濾波器的輸出端與施密特觸發(fā)器的輸入端連 接，施密特觸發(fā)器的輸出端與CPLD芯片連接；信號(hào)輸出連接件的輸出端 與航空連接件連接，其輸入端與0C門驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接，0C門驅(qū)動(dòng)器 的輸入端與CPLD芯片連接，有源晶振與CPLD芯片信號(hào)連接；5V穩(wěn)壓電 源的輸出端分別與信號(hào)輸入連接件、RC濾波器、施密特觸發(fā)器、0C門驅(qū) 動(dòng)器和3. 3V穩(wěn)壓電源的輸入端電連接，信號(hào)輸出連接件與5V穩(wěn)壓電源的 輸入端連接，3. 3V穩(wěn)壓電源的輸出端與有源晶振和CPLD芯片連接。
本實(shí)用新型中的槽形光電開(kāi)關(guān)、信號(hào)輸入連接件、RC濾波器、施密 特觸發(fā)器、CPLD芯片、0C門驅(qū)動(dòng)器、5V穩(wěn)壓電源、3.3V穩(wěn)壓電源、有源 晶振、信號(hào)輸出連接件和航空連接件均采用現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品，可以通過(guò)市 場(chǎng)取得。例如信號(hào)輸入連接件和信號(hào)輸出連接件采用CH2.54型連接 件、施密特觸發(fā)器采用CD40106施密特觸發(fā)器、CPLD芯片采用 EPM3032ATC44可編程邏輯器件、0C門驅(qū)動(dòng)器采用MC1413 0C門驅(qū)動(dòng)器、 5V穩(wěn)壓電源采用LM7805穩(wěn)壓電源、3. 3V穩(wěn)壓電源采用DF1117-3. 3穩(wěn)壓 電源、有源晶振采用2.048MHz-3. 3V有源晶振、航空連接件采用Y4-
7TK/7ZJ航空連接件。
本實(shí)用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、特點(diǎn)突出，尤其是正交編碼盤 的加工簡(jiǎn)單、安裝容易且精度易保證，輸出信號(hào)功能多、后續(xù)應(yīng)用處理簡(jiǎn)
便，其中的當(dāng)量為(1/10) m/P、 (1/100) m/P的脈沖信號(hào)適于計(jì)長(zhǎng)用 途，用戶可根據(jù)所需的計(jì)長(zhǎng)分辨率或后續(xù)儀表、PLC等輸入接口電路的響 應(yīng)速度進(jìn)行選擇；當(dāng)量為(1/60) m/P的脈沖信號(hào)特別適于數(shù)字測(cè)速應(yīng) 用，因該當(dāng)量的脈沖信號(hào)頻率/ (Hz)的數(shù)值就等于當(dāng)時(shí)的被測(cè)物運(yùn)動(dòng)線 速度^ (m/min) ， g卩^=/，而無(wú)需再做任何換算，且用最普通、廉價(jià)
的數(shù)字頻率計(jì)等即可作數(shù)字式線速度檢測(cè)及顯示儀表，而當(dāng)量為 (1/120) m/P的脈沖信號(hào)則適于特殊的需進(jìn)一步提高數(shù)字測(cè)速實(shí)時(shí)性的 場(chǎng)合。本實(shí)用新型在諸如軟包裝印刷、塑料薄膜加工生產(chǎn)、紙品、紡織 物、膠帶、金屬箔帶、電線電纜、繩纜等各類帶材、線材、及管材等加 工、生產(chǎn)過(guò)程中用途廣泛、使用方便。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1中正交編碼盤的結(jié)構(gòu)示意圖3為圖1中兩個(gè)正交編碼盤的位置關(guān)系示意圖4為圖1中信號(hào)處理電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，多信號(hào)測(cè)速計(jì)長(zhǎng)傳感器包括外殼4，外殼4兩側(cè)對(duì)應(yīng) 設(shè)置有兩個(gè)相同規(guī)格的滾輪1，兩個(gè)滾輪1的輪心與穿過(guò)外殼4的轉(zhuǎn)軸7 連接。外殼4內(nèi)平行設(shè)置有兩個(gè)相同規(guī)格和形狀的正交編碼盤2，兩個(gè)正 交編碼盤2的盤心與轉(zhuǎn)軸7固定連接。外殼4內(nèi)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)正交編碼盤2 設(shè)置有兩個(gè)槽形光電開(kāi)關(guān)3，每個(gè)槽形光電開(kāi)關(guān)3的發(fā)射端和接收端設(shè)置 在正交編碼盤2的兩側(cè)。兩個(gè)槽形光電開(kāi)關(guān)3的信號(hào)輸出端與外殼4內(nèi)的 信號(hào)處理電路板5連接，外殼4上固定設(shè)置的航空連接件6與信號(hào)處理電 路板5連接。
如圖2所示，正交編碼盤2為圓片型，盤心設(shè)置有安裝孔8，沿圓周 方向間隔設(shè)置有檢測(cè)齒9和檢測(cè)槽10，每個(gè)正交編碼盤2的檢測(cè)齒9和 檢測(cè)槽10數(shù)量和形狀相同。槽形光電開(kāi)關(guān)3的發(fā)射端和接收端與檢測(cè)齒 9和檢測(cè)槽IO位置對(duì)應(yīng)。
如圖3所示，兩個(gè)正交編碼盤2-1 (實(shí)線部分)和2-2 (虛線部分) 的檢測(cè)齒(9-l和9-2)以及檢測(cè)槽(10-1和10-2)錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，錯(cuò)開(kāi)位置 的大小為一個(gè)檢測(cè)齒的一半。
如圖4所示，信號(hào)處理電路板的印刷電路板上固定設(shè)置有CH2.54型 信號(hào)輸入連接件11、 RC濾波器12、 CD40106施密特觸發(fā)器13、 EPM3032ATC44可編程邏輯器件14、 MC1413 OC門驅(qū)動(dòng)器16、 LM7805 5V 穩(wěn)壓電源19、 DF1117-3. 3V穩(wěn)壓電源18、 2. 048MHz-3. 3V有源晶振15、 CH2. 54型信號(hào)輸出連接件17。
其中，CH2.54型信號(hào)輸入連接件11的輸入端與兩個(gè)槽形光電開(kāi)關(guān)3 的信號(hào)輸出端連接，其輸出端與RC濾波器12的輸入端連接，RC濾波器 12的輸出端與CD40106施密特觸發(fā)器13的輸入端連接，CD40106施密特 觸發(fā)器13的輸出端與EPM3032ATC44可編程邏輯器件14連接；CH2. 54型 信號(hào)輸出連接件17的輸出端與Y4-7TK/7ZJ航空連接件6連接，其輸入端 與MC1413 0C門驅(qū)動(dòng)器16的輸出端連接，MC1413 0C門驅(qū)動(dòng)器16的輸入 端與EPM3032ATC44可編程邏輯器件14連接，2. 048腿z-3. 3V有源晶振15 與EPM3032ATC44可編程邏輯器件14信號(hào)連接；5V穩(wěn)壓電源的輸出端分 別與信號(hào)輸入連接件11、 RC濾波器12、施密特觸發(fā)器13、 OC門驅(qū)動(dòng)器 16和3. 3V穩(wěn)壓電源19的輸入端電連接，信號(hào)輸出連接件17與LM7805 5V穩(wěn)壓電源19的輸入端連接，DF1117-3. 3V穩(wěn)壓電源18的輸出端與 2. 04腦Hz-3. 3V有源晶振15和EPM3032ATC44可編程邏輯器件14連接。
工作中，滾輪1與被測(cè)的運(yùn)動(dòng)體或與帶材、線材、管材等被測(cè)物的傳 輸輥表面接觸，當(dāng)被測(cè)的運(yùn)動(dòng)體或傳輸輥運(yùn)動(dòng)時(shí)則帶動(dòng)傳感器滾輪1一_ 轉(zhuǎn)軸7 — 一兩片正交式編碼盤2作同歩轉(zhuǎn)動(dòng)，兩片正交式編碼盤2邊緣平
均分布有檢測(cè)齒9和檢測(cè)槽10，這些檢測(cè)齒9和檢測(cè)槽10在槽形光電開(kāi)
關(guān)3中周期性通斷光路，使得槽形光電開(kāi)關(guān)2發(fā)出脈沖信號(hào)，經(jīng)CH2.54 型信號(hào)輸入連接件ll、 RC濾波器12、 CD40106施密特觸發(fā)器13等硬件抗 干擾濾波、整形后，兩路正交脈沖輸入到EPM3032ATC44可編程邏輯器件 14，經(jīng)EPM3032ATC44可編程邏輯器件14處理后輸出被測(cè)物運(yùn)動(dòng)方向電平 信號(hào)，及脈沖當(dāng)量分別為(1/10) m/P、 (1/60) m/P、 (1/100) m/P、 (1/120) m/P的脈沖頻率信號(hào)，這些信號(hào)通過(guò)MC1413的0C門驅(qū)動(dòng)器 16、 CH2. 54型輸出連接件17、 Y4-7TK/7ZJ航空連接件6等輸出。此外、 EPM3032ATC44可編程邏輯器件14的時(shí)鐘來(lái)自2. 048MHz_3. 3V有源晶振 15，外部供電電源為9 24VDC，經(jīng)Y4-7TK/7ZJ航空連接件6輸入，并經(jīng) 信號(hào)處理電路5中的LM7805 5V穩(wěn)壓電源19、 DF1117-3. 3V穩(wěn)壓電源18 后給信號(hào)處理電路5中的各部分供電，EPM3032ATC44可編程邏輯器件14 的程序由PC機(jī)下載。
權(quán)利要求1、多信號(hào)測(cè)速計(jì)長(zhǎng)傳感器，包括外殼，其特征在于外殼兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)相同規(guī)格的滾輪，兩個(gè)滾輪的輪心與穿過(guò)外殼的轉(zhuǎn)軸連接；外殼內(nèi)平行設(shè)置有兩個(gè)相同規(guī)格和形狀的正交編碼盤，兩個(gè)正交編碼盤的盤心與轉(zhuǎn)軸固定連接；所述的正交編碼盤為圓片型，盤心設(shè)置有安裝孔，沿圓周方向間隔設(shè)置有檢測(cè)齒和檢測(cè)槽，每個(gè)正交編碼盤的檢測(cè)齒和檢測(cè)槽數(shù)量和形狀相同；兩個(gè)正交編碼盤的檢測(cè)齒和檢測(cè)槽錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，錯(cuò)開(kāi)位置的大小為一個(gè)檢測(cè)齒的一半；外殼內(nèi)對(duì)應(yīng)兩個(gè)正交編碼盤設(shè)置有兩個(gè)槽形光電開(kāi)關(guān)，每個(gè)槽形光電開(kāi)關(guān)的發(fā)射端和接收端設(shè)置在正交編碼盤的兩側(cè)，并與檢測(cè)齒和檢測(cè)槽位置對(duì)應(yīng)；兩個(gè)槽形光電開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端與外殼內(nèi)的信號(hào)處理電路板連接，外殼上固定設(shè)置的航空連接件與信號(hào)處理電路板連接；所述的信號(hào)處理電路板的印刷電路板上設(shè)置有信號(hào)輸入連接件、RC濾波器、施密特觸發(fā)器、可編程邏輯器件、OC門驅(qū)動(dòng)器、5V穩(wěn)壓電源、3.3V穩(wěn)壓電源、有源晶振、信號(hào)輸出連接件；其中，信號(hào)輸入連接件的輸入端與兩個(gè)槽形光電開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端連接，其輸出端與RC濾波器的輸入端連接，RC濾波器的輸出端與施密特觸發(fā)器的輸入端連接，施密特觸發(fā)器的輸出端與可編程邏輯器件連接；信號(hào)輸出連接件的輸出端與航空連接件連接，其輸入端與OC門驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接，OC門驅(qū)動(dòng)器的輸入端與可編程邏輯器件連接，有源晶振與可編程邏輯器件信號(hào)連接；5V穩(wěn)壓電源的輸出端分別與信號(hào)輸入連接件、RC濾波器、施密特觸發(fā)器、OC門驅(qū)動(dòng)器和3.3V穩(wěn)壓電源的輸入端電連接，其輸入端與信號(hào)輸出連接件連接，3.3V穩(wěn)壓電源的輸出端與有源晶振和可編程邏輯器件連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及線速度檢測(cè)、輸送量或產(chǎn)量計(jì)量的多信號(hào)輸出的光電脈沖式傳感器?，F(xiàn)有的檢測(cè)器件輸出信號(hào)單一、不易后續(xù)處理。本實(shí)用新型在同軸上平行設(shè)置有兩個(gè)相同規(guī)格的滾輪和相同形狀的正交編碼盤，正交編碼盤沿圓周方向間隔設(shè)置有檢測(cè)齒和檢測(cè)槽，兩個(gè)正交編碼盤的檢測(cè)齒和檢測(cè)槽錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，錯(cuò)開(kāi)位置的大小為一個(gè)檢測(cè)齒的一半；對(duì)應(yīng)每個(gè)正交編碼盤位置設(shè)置有槽形光電開(kāi)關(guān)，槽形光電開(kāi)關(guān)與信號(hào)處理電路板連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢測(cè)精度高、輸出信號(hào)功能多、后續(xù)應(yīng)用處理簡(jiǎn)便，可以廣泛使用在各類帶材、線材及管材等加工、生產(chǎn)過(guò)程中。
文檔編號(hào)G01D5/26GK201066284SQ20072011349
公開(kāi)日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日
發(fā)明者陳德傳 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)