专利名称：无接触式光电跟踪器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光电跟踪，是橡胶。塑料材料拉伸、变形实验机中的重要组成部分。
目前世界上无接触式光电跟踪有三种方式电视跟踪、红外线跟踪和可见光跟踪，而以可见光跟踪可靠，但对标志要求严格。美国等材料实验机上的可见光跟踪器易脱离目标，标志用的是回归反射涂料，标志形变厉害，故测量误差也大，且造价昂贵，每台为25万元。
本实用新型的目的在于向公众提供一种结构简单、成本低，跟踪性能稳定的可见光式无接触光电跟踪器。
本实用新型是根据下述原理来构思的带有标志的哑铃状的试片中部机距L0处粘有与试片本色有明显差异的图形标志。光源投射在标志上，即是光电跟踪目标。光接收器接收到来自目标的反射信号。由于光接收器内的光敏电阻(MG 43-2×43)的特性，其相当于两个独立的并排的小光敏电阻组成，光敏电阻被光照射时，阻值减小，光照越强，电阻减小越多。当标志移动。移动的反射光信号(即光的落点)从两个小光敏电阻的间隔线上移照到其中的一个上，于是两光敏电阻的阻值相对发生了明显变化。
光敏电阻是被接在一个电桥线路(光电转换器)内，在电桥上，两个小光敏电阻分别对称放置，若有一个小光敏电阻阻值变化，与另一个阻值不等，则电桥平衡被破环，电桥输出不再为零，而是一个有一定电压值的电信号。电信号的相位由两小光敏电阻的相对变化决定，也就是由标志及射信号的移动来决定。
电信号经电子放大器功率放大后移动可逆电机运转，可逆电机带动光电跟踪器运动，使运动方向与标志反射光运动的方向一致，也就是与标志运动方向一致。
当光电跟踪器移动到使标志反射光恰好落在两并排的小光敏电阻的中间间隔线上时，两小光敏电阻阻值就恢复到相同大小，进而电桥恢复平衡，电桥输出为零，可逆电机停止运动，完成一个跟踪动作。
若标志不断运动，根据上述跟踪原理，光电跟踪器就可对移动的标志进行同步跟踪。
本实用新型的优点克服了人工读数的误差和机械惯性及接触应力误差，其各类实验结果更接近真实值。同时每台价格只有进口美国机的1/5，结构也比美国的简单。
图1 整机示意图的正视图图2 整机示意图的侧视图图3 光发射器及光接收器示意图图4 光电转换器的电路图图5 橡胶试片标志示意图图6 光敏电阻的结构图实施例固定在光俱座1上的光发射器2与光接收器3成15度到20度，最佳为17度角并排，光发射器2外形为一长形圆筒，筒首外开有螺纹，有内螺纹的端盖32旋入将聚光镜片4固定。后部装一白炽灯泡5(6.3V交流仪器灯泡，上海灯泡三厂产)灯泡导线6由筒底开的小孔30拉出。光接收器3外形与光发射器2一样为长形圆筒，筒首端装一聚光镜片4，后部装一光敏电阻7(双硫化镉光敏电阻MG43-2×43，北京第二电器材厂产)光敏电阻7外径与圆筒内径吻合。光电转换器13的结构是光敏电阻7的三条引线8、9、10由筒底小孔30拉出。光敏电阻7实际上由小光敏电阻11和小光敏电阻12组合而成。引线8、10为电阻引线，引线9为地线引线8、9组成小光敏电阻11，引线10、9组成小光敏电阻12两小光敏电阻11，12中间隔17，引线8、9、10被引接入光电转换器13的电桥电路中。小光敏电阻11的引线8与电阻R3，接触开关A1，R3一端相接；引线9与R2，小光敏电阻12的引线9与R1，R2，电桥电源14(-24V)一端相接；电源14另一端与R3、R4，可调电位器W1中端相接；R3另一端与可调电位器W1一端相接，可调电位器W1另一端与R6一端相接；可调电位器W1两端与接触开关A，两端分别相接；引线8、R1一端分别与开关J2-1两端相接。小光敏电阻11，12在电桥中分别处于两个对称位置。
当白炽灯泡5通电发光，光线经聚光镜片4照射到橡胶试片15上的标志点16上，标志16是用不干胶纸打孔打出的圆形纸片分白、黑两色，对应用于不同颜色试片，标态16将光线反射入光接收器3内，落在光敏电7的两个小光敏电阻11，12的中间间隔处17上。若试片15被垂直于光俱座1，平行于滑杆18拉伸，标志16亦被试片15带着沿拉伸方向移动，则标志16反射光落点从小光敏电阻11、12的间隔线17移到其中的一个上。由于光敏电阻的特性，被光照的小光敏电阻阻值减小，而另一个不变，于是，光电转换器13的电桥平衡被破坏，在输出端19输出一电压信号，平衡时，输出为零。
输出电压信号被导线20送入电子放大器21的输入端22(电子放大器21为苏州仪表元件7产DF-209型)电压信号经功率放大后由电子放大器21的输出端23送入可逆电机24的输入端25，可逆电机24转动。可逆电机24与滑杆13顶端的滑轮26间安有连动钢丝27。光俱座1两端套在滑杆18上可自由上下滑动，且光俱座1中部有螺钉28将其固定在连动钢丝27上。光俱座1两端开有滑孔31套在两个滑杆18上，可逆电机24转动，带动连线钢丝27，连动钢丝27也就带动光俱座1沿着滑杆24移动。可逆电机24转动的方向，与标志16移动的方向一致。
当光俱座1移动赶上标志16，正好使反射光重新照落在间隔线17上时，两小光敏电阴11、12因不受光照，阻值恢复相同，于是电桥恢复平衡，电桥输出端输出为零，可逆电机24停止运转。这样就完成了一个跟踪动作。因为光电变换和可逆电机24运转的速度转快，光俱座1在正常情况下可以以同步方式跟踪标志16。
本实用新型实际上包含了两个完全相同的电跟踪器，即上跟踪器与下跟踪器。在拉伸试片15过程中，共同在滑杆18上分别跟踪试片15的上、下标志16，由各自的可逆电机24，拉着各自的连动钢丝27运动。连动钢丝27从光俱座1中间开孔29通过。由各自的光电转换器13和各自的电子放大器21作用，各个对应部位完全相同。
权利要求1.无接触式光电跟踪器是橡胶、塑料材料拉伸、变形实验机中的重要组成部分，光源2投射在标志16上，光接收器3接收到目标16的反射信号，其特征在于接收到的光信号转换为电信号的是光电转换器13，电信号经电子放大器21放大，控制可逆电机24，带动连动钢丝27，从而带动光俱座1上下移动。
2.根据权利要求1所述无接触式光电跟踪器，其特征在于光发射器2与光接收器之间的夹角为15度到20度，最佳为17度。
3.根据权利要求1所述的无接触式光电跟踪器，其特征在于外形为长圆筒形，固定聚光镜片4，后装光敏电阻7。
4.根据权利要求1、3所述的无接触式光电跟踪器，其特征在于利用光敏电阻MG43-2×43的中间的间隔17分光敏电阻7为两个小光敏电阻11和12，标志16不移动时，标志反射光落在间隔17，标志16移动标高反射光移动落在小敏电阻11或12上。
5.根据权利要求1、4所述的无接触式光电跟踪器，其特征在于将光敏电阻7引出的导线8，9，10引入光电转换器(电桥)13，使两个小光敏电阻11、12处于电桥13的对称位置。
6.根据权利要求1所述的无接触式光电跟踪器，其特征在于在橡胶试片15上的标志16是不干胶纸打孔打出的圆形纸片，分白、黑两色，以对应于不同颜色试片。
专利摘要无接触式光电跟踪器是橡胶、塑料材料拉伸、变形实验机中的重要组成部分。由光源投射在被测物的标志上，光接受器接受到目标的返回信号，便在光电变换器上生产电压差，经电子放大器放大，驱动可逆电机转动，从而带动光电跟踪器试片作同步移动，本实用新型克服了人工读数误差和机械惯性及接触应力误差，其各项试验结果更接近真实值，而且大大降低了工人的劳动强度。
文档编号G01N3/00GK2070442SQ9021791
公开日1991年1月30日 申请日期1990年8月12日 优先权日1990年8月12日
发明者韦宝文, 董倬成, 吴南平, 李有权 申请人:广西师范大学秀峰电器厂, 化学工业部曙光橡胶工业研究所