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DD270644A3 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR OPTOELECTRONIC SPEED SENSING, ESPECIALLY AT CENTRIFUGES - Google Patents

CIRCUIT ARRANGEMENT FOR OPTOELECTRONIC SPEED SENSING, ESPECIALLY AT CENTRIFUGES Download PDF

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Publication number
DD270644A3
DD270644A3 DD29845786A DD29845786A DD270644A3 DD 270644 A3 DD270644 A3 DD 270644A3 DD 29845786 A DD29845786 A DD 29845786A DD 29845786 A DD29845786 A DD 29845786A DD 270644 A3 DD270644 A3 DD 270644A3
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
stage
output
light
input
circuit
Prior art date
Application number
DD29845786A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Lehmann
Hans-Juergen Bauer
Original Assignee
Medizin Labortechnik Veb K
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Medizin Labortechnik Veb K filed Critical Medizin Labortechnik Veb K
Priority to DD29845786A priority Critical patent/DD270644A3/en
Priority to DE19873730725 priority patent/DE3730725A1/en
Priority to CH358187A priority patent/CH673537A5/de
Publication of DD270644A3 publication Critical patent/DD270644A3/en

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/486—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by photo-electric detectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B13/00—Control arrangements specially designed for centrifuges; Programme control of centrifuges

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur optoelektronischen Drehzahlabtastung, insbesondere an Zentrifugen. Sie beinhaltet zur Konstanthaltung des Tastverhaeltnisses der Drehzahlimpulse eine Regelung des Stromes durch den Lichtsender der Abtaststufe. Sie setzt sich aus einem integrierenden Differenzverstaerker, einem Spannungsteiler als Sollwerteinsteller und einem Leistungstransistor mit dem Lichtsender als Arbeitswiderstand zusammen. Zur Fehleranzeige und -auswertung dienen eine dem Leistungstransistor folgende Triggerstufe, eine Leuchtdiode und eine Fehlerauswerteschaltung. Die den Lichtempfaenger einschliessende Abtaststufe stellt eine Kombination aus einer Kaskodestufe und einer Konstantstromquelle dar. Sie bewirkt eine verzerrungsfreie Impulserzeugung bis zu hoechsten Drehzahlen. Ihr sind ausserdem ein retriggerbarer Monoflop, ein UND-Glied und eine Schaltstufe angeschlossen. Diese Stufen verhindern ein Leuchten der IR-Leuchtdiode bei Stillstand des Rotors. FigurThe invention relates to a circuit arrangement for optoelectronic Drehzahlabtastung, especially on centrifuges. It contains a control of the current through the light emitter of the sampling stage to keep constant the Tastverhaeltnisses the speed pulses. It consists of an integrating differential amplifier, a voltage divider as a setpoint adjuster and a power transistor with the light emitter as a working resistor. The error display and evaluation are followed by a power transistor following trigger stage, a light emitting diode and an error evaluation circuit. The sample stage including the light receiver is a combination of a cascode stage and a constant current source. It produces distortion-free pulse generation up to the highest speeds. It is also connected to a retriggerable monoflop, an AND gate and a switching stage. These steps prevent the IR LED from glowing when the rotor is at a standstill. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur optoelektronischen Drehzahlabtastung, insbesondere an Zentrifugen und anderen rotierenden Teilen mit einem hohen Drehzahlbereich.The invention relates to a circuit arrangement for optoelectronic Drehzahlabtastung, especially on centrifuges and other rotating parts with a high speed range.

Charakteristik des Standes der TechnikCharacteristic of the prior art Schaltungsanordnungen, die der Erfassung von Drehzahlimpulsen zur Meßwertbildung dienen, enthalten außer demCircuit arrangements which serve to detect speed pulses for measuring value contain, except Lichtsender und dem Lichtempfänger einen Verstärker und einen Trigger als Impulsformer. Als Lichtsender wercib , häufigLight transmitter and the light receiver an amplifier and a trigger as a pulse shaper. As a light transmitter wercib, often IR-Leuchtdioden und als Lichtempfänger Fototransistoren verwendet. Der Gewinnung der Drehzahlimpuise dienen in derIR light emitting diodes and phototransistors used as a light receiver. The extraction of the Drehzahlimpuise serve in the Mehrzahl der Fälle auf dem Rotor oder auf einer Welle angeordnete Rasterscheiben.Most of the cases on the rotor or raster disks arranged on a shaft. Die mit derartigen Schaltungsanordnungen erzielbare Genauigkeit der Drehzahlmessung ist insbesondere bei hohen DrehzahlenThe achievable with such circuitry accuracy of the speed measurement is particularly at high speeds

unbefriedigend bis unakzeptabel. Falls Reflexrasterscheiben mit einer hohen Segmentzahl verwendet werden, gilt dies schon für niedrigere Drohzahlen. Der Grund hierfür liegt darin, daß diese Schaltungen nur relativ niedrige Impulsfrequenzen verzerrungsfrei verarbeiten können, obwohl die Grenzfrequenzen der elektronischen Lichtempfänger, z.B. Fototransistoren, höhere Frequenzen zuließen.unsatisfactory to unacceptable. If reflex screens with a high number of segments are used, this is true even for lower threat numbers. The reason for this is that these circuits can handle only relatively low pulse frequencies without distortion, although the cut-off frequencies of the electronic light receivers, e.g. Phototransistors allowed higher frequencies.

Infolge alterungsbedingter Änderungen des Lichtsenders und -empfängers, betriebsbedingter Verschmutzungen allerAs a result of age-related changes in the light transmitter and receiver, operational pollution of all Abtastelemente und Schwankungen des Abstandes der Impulsscheibe zu dem Lichiempfänger und dem Lichtsender währendSampling elements and variations in the distance of the pulse disc to the Lichiempfänger and the light emitter during

des Betriebes sind keine konstanten Bedingungen für eine exakte Impulsgewinnung und Meßwertbildung gegeben. DiaserDuring operation, there are no constant conditions for an exact pulse generation and measuring value formation. Diás

Mangel äußert sich hauptsächlich in der Inkonstanz des Tastverhältnisses der erzeugten Impulse. Einem Teil dieserDeficiency manifests itself mainly in the inconstancy of the duty cycle of the generated pulses. Part of this Veränderungen wird durch erneuten Abgleic'i, spätestens nach Funktionsfall der Abtaststufe, begegnet. Hinzu kommt zu dieserChanges are countered by renewed comparison, at the latest after the functional case of the sampling stage. Add to this Erscheinung noch die Drehzahlabhängigkeit des Tastverhältnisses der elektrischen Impulse infolge des Einflusses derAppearance nor the speed dependence of the duty cycle of the electrical pulses due to the influence of Bauelementeschaltzeiten.Components switching times. Exemplarstreuungen insbesondere der L'juchtdioden erfordern ein Einstellen ihrer Stromstärke vor der erstenExemplary scattering, in particular of the L'juchtdioden require adjusting their current before the first Inbetriebnahme.Commissioning. Bei den bekannten Schaltungsanordnungen wird der Lichtsender mit der eingestellten Stromstärke gespeist, auch beiIn the known circuit arrangements, the light transmitter is fed with the set current, even at Rotorstillstand. Dies setzt die Lebensdauer des Lichtsenders herab. Die bekannten Schaltungsenordnungen beinhalten keineRotor standstill. This reduces the life of the light transmitter. The known circuit arrangements do not include any Anzeige eines bedrohlichen Ausmaßes der funktions- und alterungsbedingten Veränderungen des Meßsignals. Erst durchDisplay of a threatening extent of the functional and aging-related changes in the measuring signal. Only by Drehzahlmeßfehler wird die fehlerhafte Impulserzeugung offenbar.Drehzahlmeßfehler is the faulty pulse generation apparent. Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, auch für hohe Drehzahlen die erforderliche Meßgenauigkeit zu gewährleisten, ein konstantes Tastverhältnis der gewonnenen Impulse zu sichern, Einstell· bzw. Abgleicharbeiten zu vermeiden, die Lebensdauer dos Lichtsenders zu erhöhen und ein bedrohliches Ausmaß von Veränderungen des Meßsignals anzuzeigen.The invention has the goal to ensure the required accuracy even for high speeds, to ensure a constant duty cycle of the pulses obtained to avoid adjustment or adjustment work to increase the life of the light emitter and display a threatening extent of changes in the measured signal.

Darlegung des Wesons der ErfindungPresentation of the veson of the invention Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur optoelektronischen Drehzahlabtastung, insbesondereThe invention was based on the object, a circuit arrangement for optoelectronic Drehzahlabtastung, in particular

an Zentrifugen, zu entw'ckeln, die eine hohe Müßgenauigkeit bis zu hohen Drehzahlen hin und ein konstantes Tastverhältnis deron centrifuges, which develop a high degree of accuracy up to high speeds and a constant duty cycle

Impulse unabhängig von der Drehzahl, von Alterungserscheinungen der optoelektronischen Abtastelemr nte, vonPulses independent of the speed, of aging phenomena of optoelectronic Abtastelemr nte, of Verschmutzungen und von betriebsbedingten Abstandsänderungen aufweist, ohne Einstell- bzw. Abgleicharboiten auskommt,Contamination and operational distance changes without the need of adjustment or adjustment carbons,

die Lebensdauer des Lichtsenders erhöht und ein definiertes Ausmaß von Veränderungen des Meßsignals anzeigt. Die Lösung dieser Aufgabe schließt als uekanme Elemente einen Lichtsender und einen Lichtemptanger ein, die eine Rasterscheibe abtasten.increases the life of the light emitter and indicates a defined amount of changes in the measurement signal. The solution to this problem includes as uekanme elements a light emitter and a Lichtemptanger that scan a grid disk.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen:According to the invention, it is provided: Der Lichtempfänger ist mit einem Anschluß an eine Kaskodestufe und mit dem ande>en Anschluß an eine KonstantstromquelleThe light receiver is connected to a cascode stage and connected to a constant current source

angeschlossen. Die Emitterschaltung der Kaskodestufe ist gleichzeitig Bestandteil der Konäianistromquelle, die ferner zwischen der Basiselektrode und dem einen Betriebsspannungspol eine Parallelschaltung aus einem Widerstand und einemconnected. The emitter circuit of the cascode stage is also part of the Konäianistromquelle, further comprising between the base electrode and the one operating voltage pole, a parallel circuit of a resistor and a

Referenzelement aufweist. Der Ausgang der Kaskodestufe ist mit dem einen Eingang eines integrierenden Differenzverstärkers,Has reference element. The output of the cascode stage is connected to the one input of an integrating differential amplifier,

einem retriggerbaren Monoflop, dem Ausgang einer Schaltstufo und einer Meßwertschaltung verbunden. Derrv?i«e Eingang des integrierenden Differenzverstärkers ist an einen Spannungsteiler angeschlossen. Der Ausgang des integrierendena retriggerable monoflop, the output of a Schaltstufo and a Meßwertschaltung connected. The input of the integrating differential amplifier is connected to a voltage divider. The output of the integrating

Differenzverstärkers ist an eine Triggerstufe und über den Lichtsender und einen Begrenzungswiderrtand an den anderenDifferential amplifier is connected to a trigger stage and via the light transmitter and a Begrenzungswiderrtand to the other Betriabsspannungspol geführt. Der Ausgang des retriggerbaren Monoflops ist mit dem ersten Eingang eines UND-GliedesBetriabsspannungspol led. The output of the retriggerable monoflop is connected to the first input of an AND gate

verknüpft, dessen zweiter Eingang mit einer Start-Stop-Leitung beschaltet ist. Der Ausgang des UND-Gliedes steht mit demlinked whose second input is connected to a start-stop line. The output of the AND gate is connected to the

Eingang der Schaltstufe in Verbindung.Input of the switching stage in conjunction. In einer zweckmäßigen Ausführung ist weiterhin vorgesehen:In an expedient embodiment is also provided: Die als Lichtsender verwendete IR-Leucbtdiode und der Begrenzungswiderstand bilden den Lastwiderstand einesThe IR light emitting diode used as a light transmitter and the limiting resistor form the load resistance of a Leistungstransistors in Kollektorschaltung. Der Ausgang der Triggerstufe ist mit einem optischen Signalgeber und einerPower transistor in collector circuit. The output of the trigger stage is equipped with an optical signal transmitter and a Fehlerauswerteschaltung verbunden.Error evaluation connected. Ausführungsbeispielembodiment Die zugehörige Zeichnung zeigt den Stromlaufplan einer ausgeführten Schaltungsanordnung, die für die DrehzahlmessungThe accompanying drawing shows the circuit diagram of a running circuit arrangement, the speed measurement

einer Ultrazentrifuge bestimmt ist.an ultracentrifuge is determined.

Der Lichtsender, eine IR-Leuchtdiode 1 und der Lichtempfänger, ein Fototransistor 2, sind ganz in der Nähe einer nichtThe light emitter, an IR light emitting diode 1 and the light receiver, a phototransistor 2, are not very close to one another

dargestellten Reflexrastorscheibe am Gestelle einer Zentrifuge angebracht. Die Reflexrasterscheibe ist auf der Rotorwelle fest angeordnet.Pictured Reflexrastorscheibe attached to the racks of a centrifuge. The reflex screen is fixedly mounted on the rotor shaft.

Der Fototransistor 2 besitzt zwei Anschlüsse 3,4. Der Anschluß 3 ist direkt an den Koppelsteg 5 einer Kaskodestufe geführt. DieThe phototransistor 2 has two terminals 3,4. The terminal 3 is guided directly to the coupling web 5 a cascade stage. The Kaskodestufe setzt sich aus einem Transistor 6 in Basisschaltung und einem Arbeitswiderstand 7 sowie aus einem Transistor 8Cascode stage is composed of a transistor 6 in the base circuit and a load resistor 7 and a transistor. 8

in Emitterschaltung zusammen. Sie ist an einen positiven Betriebsspannungspol +Ub und einen negativenin emitter connection together. It is connected to a positive operating voltage pole + Ub and a negative one

Betriebsspannungspol -UB angeschlossen. Der Anschluß 4 steht über einen Widerstand 10 mit der Basiselektrode 11 desOperating voltage pole -U B connected. The terminal 4 is connected via a resistor 10 to the base electrode 11 of the Transistors 8 in Verbindung. Zwischen der Basiselektrode 11 und dom negativen Betriebsspannungspol -Ua sind parallel einTransistor 8 in connection. Between the base electrode 11 and dom negative operating voltage pole -Ua are in parallel Widerstand 12 und eine als Referenzelement verwendete Lichtdiode 13 geschaltet. Der Transistor 8, der Arbeitswiderstand 9, derResistor 12 and a light diode 13 used as a reference element connected. The transistor 8, the working resistor 9, the Widerstand 10, der Widerstand 12 und die Leuchtdiode 13 bilden in der dargestellten Zusammenschaltung eineResistor 10, the resistor 12 and the light emitting diode 13 form in the illustrated interconnection Konstantstromquelle.Constant current source. Der Ausgang 14 der Kaskodestufe ist mehrfach beschaltet.The output 14 of the cascode stage is connected several times. Eine Anschlußleitung 15 führt zu einer die Drehzahlimpulse verar' -jitenden Meßwertschaltung 16. Der Ausgang 14 ist weiterhinA connecting line 15 leads to a speed pulses verar '-jitenden Meßwertschaltung 16. The output 14 is still

über einen Widerstand 17 an den invertierten Eingang eines integrierenden Differenzverstärkers 18 geführt. Außerdem ist er mit dem Eingang B eines retriggerbaren Monoflop 19 und dem Ausgang einer Schaltstufe 20 verbunden. Der nichtinvertiertevia a resistor 17 to the inverted input of an integrating differential amplifier 18. In addition, it is connected to the input B of a retriggerable monoflop 19 and the output of a switching stage 20. The non-inverted

Eingang des Differenzverstärkers 18 ist an einen Spannungsteiler angeschlossen, der von den Widerständen 21 und 22 gebildetInput of the differential amplifier 18 is connected to a voltage divider formed by the resistors 21 and 22 Der Ausgang 23 des integrierenden Differenzverstärkers 18 ist über einen Widerstand 24 mit der Basiselektrode einesThe output 23 of the integrating differential amplifier 18 is connected via a resistor 24 to the base electrode of a Leistungstransistors 25 in Kollektorschaltur j verknüpft.Power transistor 25 in Kollektorschaltur j linked. Der Lastwiderstand desselben wird von der IR-Leuchtdiode 1 und einem Begrenz'jngswiderstand 26 gebildet. Zwischen derThe load resistance thereof is formed by the IR light emitting diode 1 and a limiting resistor 26. Between the Basiselektrode und dem positiven Betriebsspannungspol +U8 ist eine Schutzdiode 33 eingefügt.Base electrode and the positive operating voltage + U 8 a protective diode 33 is inserted. Zwischen der Emitterelektrode des Leistungstransistors 25 und dem Eingang einer Triggerstufe 27 besieht eine leitendeBetween the emitter electrode of the power transistor 25 and the input of a trigger stage 27 sees a conductive Verbindung. Als Triggerstufe 27 wird ein Schmitt-Trigger verwendet. An den Ausgang der Triggerstuie 27 sind ein optischerConnection. The trigger stage 27 is a Schmitt trigger. At the output of the Triggerstuie 27 are an optical Signalgeber, Z1B. eine Leuchtdiode 28, und eine Fehlerauswerteschaltung 29 angeschlossen.Signal generator, Z 1 B. a light emitting diode 28, and a Fehlerauswerteschaltung 29 connected. Der Ausgang Q des retriggerbaren Monoflop 19 ist mit dem ersten Eingang eines UND-Gliedes 30 verknüpft, dessen zweiterThe output Q of the retriggerable monoflop 19 is associated with the first input of an AND gate 30, the second Eingang mit einer Start-Stop-Leitung 31 belegt ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 30 ist über einen Widerstand 32 an denInput with a start-stop line 31 is busy. The output of the AND gate 30 is connected through a resistor 32 to the Steuereingang der Schaltstufe 20, eines Schalttransistors, geführt.Control input of the switching stage 20, a switching transistor, out. Der Schaittransistor ist in Emitterschaltung gciclmüe;.The Schaittransistor is in emitter circuit gciclmüe ;. Die beschriebene Schaltungsanordnung besitzt folgende Funktionsweise:The described circuit arrangement has the following mode of operation:

Beim Übergang in den Startzustand der Zentrifuge erhält der eine Eingang des UND-Gliedes 30 über die Start-Stop-Leitung 31 L-Pegel. Dar dann am Ausgang des UND-Gliedes 30 Siegende L-Pegel sperrt die Schaltstufe 20. Der Fototransistor 2 erhält noch kein Licht, wodurch der Transistor 8 gesperrt ist. Der Kondensator des integrierenden Differenzverstärkers Ί8 lädt sich auf und steuert über dessen Ausgang den Leistungstransistor 25 durch. Die IR-Leuchtdiode 1 bekommt Strom und leuchtet auf. Beginnt sich jetzt der Rotor zu drehen, gelangen Lichtirr.pulse von der Reflexrasterscheibe auf den Fototransistor 2, der di ι Konstantstromquelle 8,9,10,11,12,13 ein und ausschaltet. Dadurch wird auch der Transistor β der Kaskodestufe S, 6,7,8,9 geschaltet. An seinem Arbeitswiderstand 7 entstehen Impulse, die am Ausgang 14 den angeschlossenen Funktionsstufen 16,18, 19 zur Moßwertbildung, Regelung und Überwachung zur Verfügung stehen. Über die A' ischlußleitung 15 gelangen die Impulse zur Meßwertschaltung 16.Upon transition to the starting state of the centrifuge receives the one input of the AND gate 30 via the start-stop line 31 L level. Dar then at the output of the AND gate 30 Siegende L level locks the switching stage 20. The phototransistor 2 receives no light, causing the transistor 8 is locked. The capacitor of the integrating differential amplifier Ί8 charges and controls the power transistor 25 through its output. The IR light-emitting diode 1 gets power and lights up. Now starts the rotor to rotate, Lichtirr.pulse from the reflecting screen disc on the phototransistor 2, the di ι constant current source 8,9,10,11,12,13 on and off. As a result, the transistor β of the cascode stage S, 6, 7, 8, 9 is also switched. At its load resistor 7 pulses are generated at the output 14 to the connected function stages 16,18, 19 for measuring value, control and monitoring are available. About the A'chschlußleitung 15 enter the pulses to the measured value circuit 16th

Der Ausgang Q des retriggerbaren Monoflops 19 kippt in den L-Zustand, was am Ausgang des UND-Gliedes 30 keien Änderung bewirkt.The output Q of the retriggerable monoflop 19 tilts to the low state, which causes no change at the output of the AND gate 30.

Die Impulse laden den Kondensator des Differenzverstärkers 18 auf und entladen ihn, wobei sich über ihn ein Mittelwert der Impulsspannung einstellt. Oieser Mittelwert wird vom Differenzverstärker 18 mit der vom Spannungsteiler 21,22 abgegriffenen Spannung verglichen. Bei Gleichheit, d.h. bei unverändertem Tastverhältnis der Impulse, bleibt die Spannung am Ausgang 23 des Differenzverstärkers 18 konstant. Dadurch ändert sich auch der Strom durch die IR-Leuchtdiode 1 nicht. Abstandsänderungen der Reflexrasterscheibe zu der IR-Leuchtdiode 1 und/oder dem Fototransistor 2, die Alterung beider Elemente und die Verschmutzung der Reflexrasterscheibe führen zu einem anderen Tastverhältnis der Impulse am Arbeitswiderstand 7, was sich in einer Änderung des Mittelwertes der Impulsspannung über dem Kondensator äußert. Die dadurch bewirkte Spannungsdifferenz am eingang des Differenzverstärker 18 wird von diesem verstärkt und veranlaßt den Leistungstransistor 25 zu einer Änderung des Stromes durch die IR-Leuchtdiode 1, wodurch deren Lichtstärke eine Änderung erfährt. Die Lichtstärkeänderung ist derart, daß sie ihrer Ursache, der Änderung des Tastverh'jltnisses, entgegenwirkt und sie praktisch aufhebt.The pulses charge the capacitor of the differential amplifier 18 and discharge it, with an average value of the pulse voltage being set across it. This average is compared by the differential amplifier 18 with the voltage tapped by the voltage divider 21,22. In case of equality, i. at unchanged duty cycle of the pulses, the voltage at the output 23 of the differential amplifier 18 remains constant. As a result, the current through the IR light-emitting diode 1 does not change. Changes in the distance of the reflective screen to the IR light emitting diode 1 and / or the phototransistor 2, the aging of both elements and the pollution of the reflective screen lead to a different duty cycle of the pulses on the load resistor 7, which manifests itself in a change in the mean value of the pulse voltage across the capacitor. The resulting difference in voltage at the input of the differential amplifier 18 is amplified by this and causes the power transistor 25 to a change in the current through the IR light emitting diode 1, whereby the light intensity undergoes a change. The change in the luminous intensity is such that it counteracts and virtually eliminates its cause, the change in the tactile relationship.

Damit liegt eine Regeiu.f Hes Tastverhältnisses vor. Regelstrecke ist die Abtaststrecke, Regler der integrierende Differenzverstärker 18, Sollwertgeber der Spannungsteiler 21,22 und Stellglied der Leistungstransistor 25 und die IR-Leuchtdiode 1.This is a Regeiu.f Hes Duty cycle before. Controlled system is the sampling path, controller of the integrating differential amplifier 18, setpoint generator of the voltage divider 21,22 and actuator of the power transistor 25 and the IR light emitting diode. 1

Die Verwendung der Kaskodestufe 5,6,7,8 zur Verstärkung der Impulse und die Tastung der Konstantstromquelle 8,9,10,11,12, 13 ermöglichen es, Drehzahlimpulse bis zu höchsten Frequenzen verzerrungsfrei zu erzeugen.The use of the cascode stage 5,6,7,8 to amplify the pulses and the keying of the constant current source 8,9,10,11,12, 13 make it possible to generate speed pulses to the highest frequencies without distortion.

Solange der Regler noch regeln kann, d. h. der Leistungstransistor 25 sich noch nicht in der Sättigung befindet, wird dies über ein L-Potential am Ausgang des Schmitt-Triggers 27 durch Leuchten der Leuchtdiode 28 angezeigt. Fließt bei Sättigung des Leistungstransistors 25 der durch den Begrenzungswiderstand 26 festgelegte Maximalstrom durch die IR-Leuchtdiode 1, geht der Ausgang des Schmitt-Trigger 27 auf Η-Pegel. Die Leuchtdiode 28 erlischt, die Fehlerauswerteschaltung erhält ein Signal. Im Stopzustand der Zentrifuge erhält ein Eingang des UND-Gliedes 30H-Potential. Bei Stillstand des Rotors liefert der retriggerbare Monoflip 19 wegen fehlender Impulse an seinem Ausgang Q Η-Potential. Dadurch ergibt sich am Ausgang des UND-Gliedes 30 ebenfalls Η-Potential. Der Schalttransistor 20 wird leitend. Der Kondensator entlädt sich über den Widerstand 17; der Differenzverstärker 18 geht in die positive Sättigung, sperrt den Leistungstransistor 25 und schaltet damit den Strom durch die IR-Leuchtdiode 1 ab. Der gesperrte Leistungstransistor 25 bewirkt Η-Potential am Eingang des Schmitt-Triggers 27, dessen Ausgang auf L-Pegel geht und die Leuchtdiode 28 einschaltet. Die eingeschaltete Leuchtdiode 28 zeigt im Stopzustand der Zentrifuge das Abschalten der IR-Leuchtdiode 1 an.As long as the controller can still regulate, d. H. the power transistor 25 is not yet in saturation, this is indicated by an L-potential at the output of the Schmitt trigger 27 by lighting the LED 28. If, at saturation of the power transistor 25, the maximum current determined by the limiting resistor 26 flows through the IR light emitting diode 1, the output of the Schmitt trigger 27 goes to Η level. The LED 28 goes out, the error evaluation circuit receives a signal. In the stop state of the centrifuge receives an input of the AND gate 30H potential. When the rotor is at rest, the retriggerable monoflop 19 supplies Q Η potential at its output because of missing pulses. This results in the output of the AND gate 30 also Η potential. The switching transistor 20 becomes conductive. The capacitor discharges via the resistor 17; the differential amplifier 18 goes into positive saturation, blocks the power transistor 25 and thus switches off the current through the IR light-emitting diode 1. The disabled power transistor 25 causes Η potential at the input of the Schmitt trigger 27, whose output goes to L level and the light emitting diode 28 turns on. The switched-on light-emitting diode 28 indicates the switching off of the IR light-emitting diode 1 in the stop state of the centrifuge.

Claims (2)

1. Schaltungsanordnung zur optoelektronischen Drehzahlabtastung, insbesondere an Zentrifugen, mit einem Lichtsender und einem Lichtompfänger, gekennzeichnet dadurch, daß der Lichtempfänger (2) mit einem Anschluß (3) an eine Kaskodestufe (5,6,7,8} und mit dem anderen Anschluß (4) an eine Konstantstromquello (8,9,10,11,12,13) angeschlossen ist, wobei die Ermitterschaltung (8) der Kaskodestufe (5,6,7,8) gleichzeitig Bestandteil der Konstantstromquelle (8,9,10,11,12,13) ist, die zwischen der Basiselektrode (11) und dem einen Betriebsspannungspol (-Us) eine Parallelschaltung eines Widerstandes (12) und eines Referenzelementes (13) aufweist, der Ausgang (14) der Kaskodestufe (5,6,7,8) mit der Meßwertschaltung (16), mit dem einen Eingang eines integrierenden Differenzverstärkers (18), mit einem retriggerbaren Monoflop (19) und dem Ausgang einer Schaltstufe (20) verbunden ist, der zweite Eingang des integrierenden Differenzverstärkers (18) an einem Spannungsteiler (21,22) angeschlossen ist, der Ausgang (23) des integrierenden Differenzverstärkers (18) an eine Triggerstufe (27) und über den Lichtsender (1) und einen Begrenzungswiderstand (26) an den anderen Betriebsspannungspol (+Ub) geführt ist, der Ausgang (Q) des retriggerbaren Monoflops (19) mit dem ersten Eingang eines UND-Gliedes (30) verknüpft ist, dessen /weiter Eingang mit einer Start-Stop-Leitung (31) beschaltet ist, und der Ausgang des UND-Gliedes (30) mit dem Eingang der Schaltstufe (20) in Verbindung steht.1. Circuit arrangement for optoelectronic Drehzahlabtastung, especially on centrifuges, with a light emitter and a Lichtompfänger, characterized in that the light receiver (2) with a terminal (3) to a cascode stage (5,6,7,8} and to the other terminal (4) is connected to a constant current source (8, 9, 10, 11, 12, 13), the emitter circuit (8) of the cascode stage (5, 6, 7, 8) simultaneously being part of the constant current source (8, 9, 10, 11, 12, 13) which has, between the base electrode (11) and the one operating voltage pole (-Us), a parallel connection of a resistor (12) and a reference element (13), the output (14) of the cascode stage (5, 6, 7, 8) is connected to the measured value circuit (16), to which one input of an integrating differential amplifier (18), to a retriggerable monoflop (19) and to the output of a switching stage (20), the second input of the integrating differential amplifier (18) a voltage divider (21,22) connected is, the output (23) of the integrating differential amplifier (18) to a trigger stage (27) and via the light emitter (1) and a limiting resistor (26) to the other operating voltage pole (+ Ub) is guided, the output (Q) of the retriggerable Monoflops (19) is connected to the first input of an AND gate (30) whose / further input is connected to a start-stop line (31), and the output of the AND gate (30) to the input of the switching stage (20). 2. Schaltungsanordnung zur optoelektronischen Drehzahlerfassung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die als Lichtsender dienende IR-Leuchtdiode (1) und der Begrenzungswiderstand (26) den Lastwiderstand eines Leistungstransistors (25) in Kollektorschaltung bilden und der Ausgang der Triggerstufe (27) mit einem optischen Signalgeber (28) und einer Fehlerauswerteschaltung (29) verbunden ist.2. A circuit arrangement for optoelectronic speed detection according to claim 1, characterized in that serving as a light transmitter IR light emitting diode (1) and the limiting resistor (26) form the load resistance of a power transistor (25) in the collector circuit and the output of the trigger stage (27) with a optical signal transmitter (28) and an error evaluation circuit (29) is connected.
DD29845786A 1986-12-24 1986-12-24 CIRCUIT ARRANGEMENT FOR OPTOELECTRONIC SPEED SENSING, ESPECIALLY AT CENTRIFUGES DD270644A3 (en)

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