Фотоэлектрический преобразователь перемещение —код

 

388292

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубттик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.Ч.1971 (№ 1661031/18 24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.VI.1973. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 23.Х.1973

М. Кл. G 08с 9/06

Государственный комитет

Саеета Милистрое СССР оо делам изобретений и открытий

УДК 681.325(О88.8) Авторы изобретения

А. В. Егоров, В. И. Князятов и Л. В. Михайлов

Заявитель

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕЩЕН И E — КОД

Изобретение относится к области а втоматики и вычислительной техники и может быть использовано для измерения перемещения.

Известны устройства, содержащие измерительную .и индикаторную линейки, объектив, в фокусе которого установлена осветительная лампа, фотоприемники, расположенные за измерительной и индикаторной линейками от объектива на пути его лучей.

Цель изобретения — повышение точности работы преобразователя.

Это достигается тем, что в нем индикаторная линейка содержит по три группы растров для каждого фотоприемника, причем вторая и третья группы растров сдвинуты относительно первой по 1/10 и 1/6 шага растра соответственно, штрихи имеют внутришаговый сдвиг в индикаторной линейке на 1/14 шага, а в измерительной линейке — на 1/18 шага растра.

На фиг. 1 показана схема преобразователя; на фиг. 2 — схема индикаторной и измерительной линеек.

Измерительная линейка 1 имеет внутришаговый сдвиг штрихов на 1/18,шага растра.

Неподвижная индикаторная линейка 2 содержиг четыре зоны 8, каждая из которых,состоит из трех групп растров 4, Б и б, расположенных одна под другой вдоль штрихов и сдвинутых каждая относительно предыдущей.

Вторая группа сдвинута относительно первой.на 1/10 шага растра, а третья относительно первой — на 1/6 шага растра, При этом штрихи индикаторной линейки имеют внутри шаговый сдвиг на 1/14 шага растра. Объектив 7, в фокусе которого находится осветительная лампа 8, дает параллельный пучок света и полностью засвечивает всю рабочую область растров, в которой установлены фотоприемники 9 — l2; В качестве фотоприемников испольт0 зованы плоские кремниевые солнечные батареи, обладающие линейной характеристикой.

Габариты рабочих площадок фотоприемников позволяют проектировать на них картину сопряжения растров одновременно со всей зоны

15 с помощью параллельного пучка света и исключают применение дополнительных фокусирующих оптических элементов.

Обтюрационное звено в предлагаемом преобразователе формирует выходную функцию

20 по синусоидальному закону вместо треугольной формы за счет исключения высших гармонических составляющих. Гармонический анализ треугольных функций показывает, что сложение двух одинаковых функций, сдвину25 тых по фазе на 1/6 шага, дает возможность исключить гармоническую составляющую 3-гG порядка, сдвиг на 1/10,шага — составляющун

5-го порядка, сдвиг на 1/14 шага — составляющую 7-го порядка, сдвиг на 1/18 шага — со30 ставляющую 9-го порядка и т. д.

388292

Подобным образом можно исключить любое необходимое количество высших гармонических составляющих, все более приближая выходную функцию к синусоидальному закону. Для преобразователей фазовых систем программного управления достаточно исключить гармонические составляющие кратные 3, 5, 7 и 9, так как фазовая погрешность, вызванная более высокими гармоническими составляющими (11, 13, 17 и т. д.), незначительна и практически не влияет на разрешающую способность преобразователей. В предлагаемом преобразователе сложение подобных функций осуществляется благодаря съему электрического сигнала четырьмя фотоприемниками одновременно с трех групп растровых штрихов и каждой из четырех зон индикаторной линейки.

Размеры растровых штрихов измерительной линейки, для исключения гармонических составляющих 9-ro порядка, должны удовлет1Г ворять необходимому условию а — bi = —, 18 где W шar растра (фиг. 2,а).

В индикаторной линейке (фиг. 2,6) для исключения составляющей 7-го порядка штрихи имеют внутришаговый сдвиг, при этом должЮ" но выполняться условие а — b — = —. Для

14 исключения гармонической составляющей

5-го порядка первая группа штрихов смещена относительно второй группы на У/10, а для исключения г армонической составляющей

3-го порядка третья группа смещена относительно первой на W/6. Для получения четырехфазной характеристики растровые зоны имеют сдвиг на W/4. Это достигается расположением зон индикаторной линейки на расстоянии и W+W/4 одна от другой, где n=l, 2, 3 ... — целое число шагов растра. Измерительная линейка 1 жестко связывается с элементом, линейное перемещение которого необходимо изменить.

При перемещении измерительной линейки

10 параллельный световой пучок осветителя модулируется, попадает на фотоприемники и вызывает изменение фототоков. Фотоприемники, за счет съема суммирующего сигнала одновременно с трех групп штрихов в каждой из растровых зон, образуют на выходе преобразователя четырехфазный электрический сигнал, амплитуда которого пропорциональна синусной зависимости.

20 Предмет изобретения

Фотоэлектрический преобразователь перемещение — код, содержащий объектив, в фокусе которого установлена осветительная лампа, фотоприемники и расположенные между

25 ними измерительную и индикаторную линейки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, в нем индикаторная линейка содержит по три группы растров для каждого фотоприемника, при30 чем вторая и третья группы растров сдвинуты относительно первой на 1/10 и 1/6 шага растра соответственно, штрихи индикаторной линейки имеют внутришаговый сдвиг на 1/14 шага, а штрихи измерительной линейки — на

85 1/18 шага растра.

388292

Фиг 2

Составитель М. Черенкова

Техред А. Камышникова

Редактор И. Грузова

Корректор Е. Михеева

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 2818/15 Изд. № 1708 Тираж 602 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5