Фотоэлектрический индикатор линейных перемещений

 

377832

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистическик

Респубпик

Зависимое от авт. свидетельства K

Заявлено 20ЛЧЛ970 (№ 1434199/18-24) с присоединением заявки гю

Приоритет

Опубликовано 17ЛЧ.1973. Бюллетень Кв 18

Дата опубликования описания 5.ЧП.1973

М. Кл. G 061< 15/18

Комитет по левам

УДК 681.11.033.1(088.8) изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Автор изобретения

С. А. Ульянцев

Заявитель

ФОТОЭЛ ЕКТРИ ЧЕСКИ Й И НДИ КАТОР ЛИ H ЕЙНЫХ

ПЕРЕМЕЩЕНИ Й

Индикатор относится к элементам систем автоматического управления и является прецизионным преобразователем линейных перемещений в электрические сигналы.

Известны индикаторы линейных (угловых) перемещений, содержащие оптически соединенные светодиоды, шторку и фотоприемники, выход одного из которых через усилитель сигналов рассогласования соединен с одним из светодиодов.

Предлагаемый индикатор отличается от известных тем, что, в целях уменьшения дрейфа нуля, он дополнительно содержит полупрозрачную пластину, расположенную междусветодиодами и шторкой на равных расстояниях и параллельно чувствительным поверхностям фотоприемников, расположенных на одной оптической оси, и цилиндрические линзы, установленные перед фотоприемниками.

На чертеже показана схема предлагаемого индикатор а.

Индикатор содержит светодиоды 1 и 2, сигнальный фотоприемник 8, фотоприемник 4 схемы выравнивания; шторку 5, связанную с чувствительным элементом, перемещение которой измеряется или отрабатывается; усилитель б сигналов рассогласования мощностей излучения излучателей с элементами преобразования, цилиндрические линзы 7 и 8, полупрозрачную пластину 9 и щитки 10.

Первоначально шторка находится в нулевом положении. Светодиоды возбуждаются поочередно (в противофазе) прямоугольными импульсами или гармонической огибающей на

5 фоне постоянного смещения. От каждого светодиода поток излучения попадает на полупрозрачную (например, стеклянную) пластину, установленную в плоскости, параллельной плоскости шторки. Большая часть потока излуче10 ния проходит через пластину и щель в шторке и попадает на плоскость линзы 8, установленной так, чтобы ее фокус лежал на поверхности фотоприемника 8, а ось была параллельна кромкам шторки. Таким образом на поверхно15 сти приемника образуются параллельные, узкие, близко расположенные зоны облучения от светодиодов, участвующие в создании полезного сигнала.

Отраженная, небольшая, часть упавшего

20 на поверхность полупрозрачной пластины потока излучения попадает на плоскую поверхность линзы 7, затем на поверхность фотоприемника 4, включенного в контур цепи выравнивания. На поверхности этого приемника

25 создаются две полоски облучения, интенсивность которых в точности пропорциональна потокам, падающим на фотоприемник 8.

Работоспособность описываемой конструкции обеспечивается установкой затеняющих

30 щитков 10, препятствующих непосредственно377832

Составитель Ю. Сериков

Техред Е. Борисова

Корректоры: Е. Давыдкина и А. Николаева

Редактор T. Юрчикова

Заказ 1794, 16 Изд. № 1395 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 му попаданию потоков излучения от светодиодов на светочувствительную поверхность приемника 4.

При появлении разности в падающих на приемник 8 потоков от двух излучателей эта же разность выделяется фотоприемником 4 и, будучи уоиленной усилителем б, так воздействует на возбуждение излучателя светодиода 1, чтобы подавить возникшее первоначальное рассогласование. Когда шторка на- 10 ходится в нулевом положении, изменившиеся, но выровненные контуром выравнивания потоки при любом изменении чувствительности приемников не могут вызвать появления переменной составляющей сигнала на выходе 15 индикатора, что и объясняет стабильность его нуля. Установленные перед фотоприемниками линзы не только повышают интенсивность падающей на поверхность приемника излучения мощности, но и устраняют состав- 20 ляющую дрейфа, вызываемую в известных индикаторах тепловыми деформациями корпусов фотоприемников, кристаллодержателей и т. д. Любая такая деформация неизбежно приводит к изменению телесного угла, под 25 под которым излучатель «видит» поверхность приемника, и, следовательно, к дрейфу полезного сигнала. Образование на поверхности приемника узких полос облучения, параллельных кромкам шторки, устраняет причину 30 дрейфа, поскольку телесный угол, мощность излучения в котором участвует в создании полезного сигнала, остается неизменным и определяется контуром плоской поверхности цилиндрической линзы, установленной сим- 35 метрично относительно излучателей.

При смещении шторки из нулевого положения на фотоприемнике 8 выделяется сигнал, пропорциональный разности перераспределенных шторкой переменных составляющих 40 потоков излучения, а его фаза зависит от направления смещения.

Предмет изобретения

Фотоэлектрический индикатор линейных 45 перемещений, содержащий светодиоды и оптически соединенные шторку и фотоприемники, выход одного из которых через усилитель сигналов рассогласования соединен с одним из светодиодов, отличающийся тем. что, с целью компенсации дрейфа нуля индикатора, он содержит полупрозрачную пластину, расположенную между светодиодами и шторкой на равных расстояниях и параллельно чувствительным поверхностям фотоприемников, и цилиндрические линзы, установленные перед фотоприемниками, расположенными на одной оптической оси.