Фотоэлектрический преобразователь «перемещение —фаза»

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ бо1оз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства ¹

Заявлено 24.V1.1967 (№ 1165983/18-241 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 20.11.1969. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 2Л 11.1969

I,л, 42m, 5 00,ЧПК G 061

УДК 621.325(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Л, lg

АвтОр изобретения

М. А, Габидулин

Московский институт электронного машиностроения

Заявитель

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

«ПЕРЕМЕЩЕНИŠ— ФАЗА»

Известны фотоэлектрические преобразователи «перемещение — фаза», содер>кащие источник света, оптические растры, фотоприемники, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, модуляторы, суммирующие устройства, сравнивающее устройство, устройство для определения полуразности максимальных и минимальных значений напряжений, устройства для определения полусуммы макclD13 IbHblx и хсинима IbHbix напряжений, преобразователи «напряжение — код» и «код— напряжение».

Однако точность преобразования известных преооразователей зависит от стабильности характеристик фотоприемников, источника света, от паразитной засветки фотоприемников.

Предлагаемый преобразователь имеет повышенную точность преобразования.

Это достигается тем, что в нем к выходу одного фотоприемника подключены последовательно сравнивающее устройство и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. К выходу другого фотоприемника подключены параллельно сравнивающее устройство и устройство для определения полуразности максимальных и минимальных значеьпсй выходных напряжений фотоприемников на шаге растра. Между выходами фотоприемников и вычитающими входами сравнивающих устройств включены устройства для определения полусуммы максимà Iüíûх и мшшмальных значений выходных напряжений фотоприемников иа шаге растра. Выходы усилителя и устройства для определения полуразност1

5 максимальн1.1х H hiHHHII3, ibHbIX 3H3 ICIIHII фотоприемников подсоедш1ены ко входам сравниьающего устройства, которое подключено к управляющему входу усилителя через последовательно соед1шениые преобразователи «нас0 и j) яжея 1 1 с — код>> и <<1 Од — н ап ря жение>>.

1-Iа чертеже изображена блок-схема описываемого преобразователя.

Преобразователь содержит псточьиск света

15 1, оптическую систему 2, измерительный растр

8, связанный ремещсн е которого подлежит преобразоваишо H фазу, два неподвижных растра 4 и 5, дающие в сопряжении с растром 8 синусоп20 дальные и косинусоидальные характсристики прозрачности от перемещения. Фотоприемная часть преобразователя содержит два фотоприемника 6 и 7, три аналого-цифровых преобразователя 8, 9 и 1Î, четыре рег.стра па25 мяти 11 — 14, три сумматора 15, 16 и 17, четыре преобразователя «код — аналог» 18 — 21, два вычитающих устройства 22 и 28, усилитель 24 с регулируемым коэффициентом усиления

СХС ссу Сравнснпя 26, Мод> Лито рl.! 26 H 2/, C) М30 мирующсе устройство 28.

238245

15

Устройство работает следующим образом.

Световой поток источника света 1 расщепляется при помощи оптической системы 2 иа два потока, которые, пройдя сквозь растровые сопряжения 8 — 4 и 8 — 5, попадают па фотоприемники 6, 7.

Выходные напряжения фотоприемников поступают на входы аналого-цифровых преобразователей 8, 9 и на входы вычитаюших устройств 22, 28. В моменты экстремумов входных напряжений выходные коды аналого-цифровых преобразователей запоминаются в регистрах памяти 11 — 14. В регистрах памяти

11, 18 запоминаются коды, соответствующие максимальным значениям входных напряжений, а в регистрах памяти 12, 14 — минимальным значениям. Выходы регистров соединены со входами сумматоров 15 — 17 так, что на выходе сумматоров 15, 16 полу гнется код суммы слагаемых кодов, а на выходе сумматора 17 — код разности входных кодов. Выходные коды сумматоров 15, 16 подаются на входы преобразователей «êîä — аíалог» 18, 19, на выходах которых получаются напряжения, равные по величине средпеа .ифметическпм максимальных и минимальных напряжений фотоприемников. Эти напряжения равны действительным значениям постоянной составляющей напряжений фотоприемников и поступают на входы вычитающих устройств

22, 28.

Таким образом, комплекс устройств 8, 9, 11 — 16, 18, 19 служит для определения постоянных составляющих напряжений фотоприемников, равных среднеарифметическим максимальных и минимальных значений напряжений фотоприемников на шаге растра.

Выходное напряжение вычитающего устройства 22, содержащее гармоническую составляющую напряжения фотоприемника 6, поступает на вход усилителя 24. Выходное напряжение усилителя 24 поступает íà вход модулятора 26 и на вход схемы сравнения 25, на второй вход которой подается напря кение с преобразователя «код †анал» 20, которое соединено с сумматором 17, т. е. напряжение на втором входе схемы сравнения равно амплитуде гармонической составляющей напряжения фотоприемника 7. В момент экстрсмума напряжения фотоприемника 6 аналогоцифровой преобразователь 10 преобразует напряжение, равное разности входных напряжений схемы сравнения, в код, который преобразователем «код — аналог» 21 преобразуется в сигнал управления коэффициенгом передачи усилителя 24. При достижении равенства входных напряжений схемы cpàânånèÿ

55 аналого-цифровой преобразователь (0 отключается от схемы сравнения 25 и выполняет функгипо регистра памяти: On хранит "-наченис кода, эквивалентное аналоговому управляющему сигналу усилителя 24. Таким образом, комплекс устройств 10, 17, 20, 21, 24, 25 служит для идентификации арактерис пк фотоприемников 6, 7. Выходное напряжение выч)1тающего устройства 28 подается иа вход модулятора 27. В модуляторах 26, 27 амплитуды несущих колебаний, которые сдвинуты во времени на четверть периода, модулируются по законам синуса и косинуса от перемещения. Устройство 28 суммирует выходные напряжения модуляторов. Фаза выходного напря кения устройства 28 или его первой гармоники при запитке модуляторов импульсным напряжением равна искомому перемещению при условии, что период растра равен 360 условным единицам.

Предмет изобретенич

Фотоэлектрический преобразователь «перемещсиис — фаза», содержащий источник света, оптические растры, фотоприемники, модуляторы, суммирующие устройства, сравнивающее устроиство, усилитель с pc(ó;øðóåìым коэффициентом усиления, устройство для определения полуразиости максимальных и миHnмальных значений напряжений, устройства для определения полусуммы максимальных п мин умильных напряжений, преобразователи

«напряжение — код» и «код — напряжение», отлича ощийся тем, что, с целью повышения точности, в нем к выходу одного фотоприемника подключены последовательно сравнивающее устройство и усилитель с рсгулируемым коэффициентом усиления, а к выходу другого фотоприемника подключены параллельно сравнивающее устройство и устройство для определения полуразности максимальных и минимальных значений выходных напряжений фотоприемников на шаге растра и между выходами фотоприемников и Bbnt игающими входами сравнивающих устройств включены устройства для определения полусуммы максимальных и минимальных значений выходных напряжениЙ фотоприемников на шаге растра, а выходы усилителя и устройства для определения полуразности максимальных и минимальных значений фотоприемников подсоединены ко входам сравнивающего устройства, которое подключено к управляющему входу усилителя через последовательно соединенные преобразователи «напряжение— код» и <.код — напряжение».

238245

Составитель В. С. Ростховский

Редактор Б. С. Наикина Те. срсд Л. Я. Левина Корректор А. С. Колабии

1Ц5,1 Ti i j) H iIc -1b0 Г1одписнос

ЦНИИ11И Комитета по делам изобретений и открыгий прп Советс Министров С(ХР

Москва, Центр, нр. Ссрова, д 4

Типография, пр. Càïóïñâl, 2