Фотоэлектрический преобразователь перемещения в электрический сигнал

 

647529

Союз Соевтскье

Сюцмалмстн чески@

Республик (я) дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 28.12.76 (21 2435477/18-24 (51) М. Кл.

Q 01 Х) 5/34 с присоединением заявки ¹вЂ”

Государотеенный комктет ссс оа делам нзооретанкй и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.7р Бюллетень,М 6

Дата опубликования описания,18.02,7& (5З) УЙК 681.335 (088.8) (72) Автор изобретения

В. B. Фрслов (71) Заявитель

{ 54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ

ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

СИГНАЛ

Изобретение относится к преобразова телям неэлектрических величин в электрический сигнал, а именно к преобразователям перемещения в электрический сигнал..

Известен фотоэлектрический преобра-. зователь перемещения в электрический сигнал, содержащий фотодатчики, подключенные через коммутаторы к стабилизаторам тока, фотоприемник и шторку (1), . Недостаток известного фотоэлектрического преобразователя перемещения состоит в сравнительно невысокой точности и надежности работы. Наиболее близким техническим решением, которое может быть принято за прототип, является фотоэлектрический преобразователь перемещения в электрический сигнал, содержащий последовательно расположен.ные фотодатчик, шторку и координатночувствительный фотоприемник, аноды которого подключены к источнику питания через нагрузочные резисторы, а катодык суммирующему резистору и через ин гегратор — к одному входу компаратора,, к второму входу которого подключен ис точник эталонного напряжения, выход компаратора соединен со входом усили- . теля (2).

Недостаток этого устройства состоит в том, что стабилизация крутизны позиционной характеристики преобразо- вателя осуществляется поддержанием постоянной составляющей напряжения Ва нагрузочном резисторе на уровне величины эталойного напряжения с точностью до статической ошибки схемы стабилизации. Нри этом временной и температурный дрейф нуля позиционной характерист5 тики определяется временным и температурным дрейфом относительной раэности освещенности, создаваемой на фс-. топриемнике светодиодами, что снижает точность преобразования.

2О

Цель изобретения — повышение точ ности преобразователя, Поставленная цель достигается за счет того, что в фотоэлектрический пре657529 образователь перемещения в электрический сигнал введены регулирующий эле-. мент и реле максимального тока, регулирующий элемент соединен с выходом усилителя и с катодом фотодйтчика, анод которого через реле максимального тока соединен с источником питания.

На чертеже приведена функциональ ная схема фотоэлектрического преобразователя перемещения в электрический сигнал.

Фотоэлектрический преобразователь перемещения в электрический сигнал содержит нагрузочные резисторы 1 и 2, координатно-чувствительный фотоприемник 3, суммирующий резистор 4, интегратор 5, источник эталонного напряжения 6, компаратор 7, усилитель 8, шторку О.со щелью, реле 10 максимально- го тока, фотоприемник 11 и регулирующий элемент 12.

Устройство работает следующим Образом.

При положении шторки 9, соответст вующем нулевому выходному car налу ц „,„, на суммирующем резисторе 4 вознйкает напряжение ОО, образованное суммарным фототоком фотоприемни.ка 3, ропорциональяоэ произведению

:мощности излучения фотодатчика 11 и суммарной чувствительности фотоприемС ника, т.е. велпчине, которая определяет крутиэйу иозидионнаВ характеристики и ее стабильность. Напряжение U сравнивается в компараторе 7 с эталонным напРЯи нием Оэ и сигнал Разности

aU, усиленный усилйтелем 8, поступа ет на вход регулирующего элемента 12, управпяя режимом его работы.

Таким образом, обратная связь, включающая оптический канал, замыкается и возникающая разность ЬО подавляется соответствующйм изменением тока возбуждения фотодатчика 11, сохраняя постОяйстВО сумм&рног 0 фототока с .точ ностью" до статической ошибки схемы.

Интегратор 5 оказывает фильтрующее действие на сигнал,только в случае работы с модулированным потоком излучения и при работе с постоянным потоком иэлученйя может отсутствовать.

Смещение шторки 9 йз нулевого положения приводит к появлению разности напряжений на нагрузочных резисторах

1 и 2 эа счет изменения разности фототоков фотойриемника 3. Применение суммарно-разностного метода формирьвания управляющего Ос и выходного

Цв,„сигналов устраняет влияние перемещения шторки на крутизну позиционной характеристики фотоэлектрического преобразователя перемещения в электрический сигнал.

В предлагаемой схеме преобразовате ля временной и температурный дрейф ! нуля позиционной характеристики определяется временным и температурным дрей» фом относительной разности чувствитель« ностей элементов координатно-чувствительного фотоприемника:

8„(t: T)=2 „(t:т, 2 где. К„н К «,чувствительность эпе» ментов фотоприемника, и записывается следующим образом:

1 хо(:т)=,А<„ d „(t:т), бх

10 и регулирующего элемента 12.

Формула иa oбре те ния

Фотоэлектрический преобразователь перемещения s электрический сигнал, содержащий последовательно расположенные фотодатчик, шторку и координатно;чувствнтельный фотоприемник, аноды которого йодключены к источнику питания через нагрузочные резисторы, а катоды. к суммирующему резистору и через интегратор - к одному входу компаратора, где, скорость изменения отно

35 дх сительной разности освещаемых площа-. пей фоточувствительных элементов фотоприемника при перемещении шторки.

Использование s качестве фотоприем» ника координатно-чувствительного бифо тоэлемента, благодаря технологическим

Особенностям его изг отовления, позволяет без дополнительных затрат получать

35 идентичные характеристики фотоэлементов, т.е. обеспечить минимальный дрейф нуля позиционной характеристики.

Умещ шение управляющего сигнала 0О за счет загрязнения оптического канала, 40 обрыва цепи питания фотоприемника и др., может привести к появлению тока фот одатчика, превышающего максимально допустимый уровень. Реле максимального тока 1G откиочает в этом случае цепь питания фотодатчика 11, обеспечи45 вая тем самым защиту фотодатчика 11

647529

Составитель H. Назаркина

Редактор Д. Зубов Техред М. Петко Корректор А. Кравченко

Заказ 290/33 Тираж 865 Подписное

UHHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

В второму входу которого подключен источник эталонного напряжения, выход компаратора соединен со входом усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности ус ройства, в него введены регулирующий элемент и реле максимального тока, регулирующий элемент соединен с выха дом усилителя и с катодом фотодатчика, анод которого через реле максимальна го тока соединен с источником питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Авторское свидетельство СССР, М 204191, кл. 6 08 С 9/06, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Ж 387412, кл. 8 08 С 9/06, 1973.