Устройство для отклонения светового потока

 

Изобретение относится к оптическим приборам и может быть использовано в оптических системах управления пространственным положением луча. Целью изобретения является расширения диапазона отклонения светового потока. Устройство содержит источник 1 света, закрепленные на валу шагового электродвигателя 2 зеркало 3 и датчик 26 углового положения вала, блок 4 управления, соединенный выходами с управляющими входами электродвигателя 2. Блок 4 управления содержит первый и второй 10 и 11 блоки памяти, первый и второй преобразователи 12 и 13 кода, первую и вторую схемы И-НЕ 14 и 15, первую, вторую, третью и четвертую схемы НЕ 16,17,18 и 19, первый, второй, третий и четвертый мультиплексоры 20,21,22 и 23, распределитель 24 импульсов и компаратор 25. Расширение диапазона отклонения светового потока осуществляется с помощью введенных в блок 4 управления распределителя 24 импульсов, компаратора 25, четырех мультиплексоров 20,21,22,23 и четвертой схемы НЕ 19 и установки на валу электродвигателя 2 датчика 26 углового положения вала. Грубая установка зеркала 3 в нужном диапазоне производится с помощью датчика 26 углового положения вала, распределителя 24 импульсов, компаратора 25 и мультиплексоров 20,21,22,23. После завершения грубой установки зеркала 3 по сигналу компаратора 25 мультиплексоры 20,21,22,23 отключают распределитель 24 импульсов от управляющих входов электродвигателя 2 и подключают к ним выходы преобразователей 12,13 кода. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 511 4 С 02 В 26/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4161223/24-10 (22) 15.12.86 (46) 07.04.89. Вюп. Р 13 (72) В.В.Ледерер и В.F..Ñåðåáðÿêoâ (53) 535.318(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1051485, кл, G 02 В 26/10,, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р .1265681, кл. G 02 В 26/10, 1986.

„„Я0„„1471166 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКЛОНВНИЯ СВЕТОВОГО ПОТОКА (57) Изобретение относится к оптическим приборам и мокет быть исполь зовано в оптических системах управления пространственным поло ением луча. Целью изобретения является расширение диапазона отклонения свето1471166 вого потока. Устройство содержит источник I света, закре тленные на валу шагового электродвигателя 2 зеркало

3 и датчик 26 углового положения вала, блок 4 управления, соединенный выходами с управляющими входами электродвигателя 2. Блок 4 управления содержит первый и второй 10 и 11 блоки памяти, первый и второй преобразователи 12 и 13 кода, первую и вторуго схемы И-НЕ 14 и 15, первую, вторую, третью и четвертую схемы HE 16, 17, 18 и 19, первый, второй, третий и четвертый мультиплексоры 20, 21, 22 и 23, распределитель 24 импульсов и компаратор 25. Расширение диапазона отклонения светового потока осуществляется с помощью введенных в

Изобретение относится к оптическим приборам и может быть использовано в оптических системах управления пространственным положением луча.

Целью изобретения является расширение диапазона отклонения светового потока.

На чертеже показана функциональная схема устройства для отклонения светового потока.

Устройство для отклонения светового потока содержит источник 1 света, закрепленное на валу шагового электродвигателя 2 зеркало 3, блок 4 управления электродвигателем 2, соединенный входами с входными шинами 5 и выходами с управляющими входами б9 электродвигателя 2, посредством которых электродвигатель 2 соединен с источником питания (не показан).

Блок 4 управления электродвигателем 2 содержит первый 10 н второй 11 блоки памяти, первый 12 и второй 13 преобразователи кода, первый 14 и второй

15 элементы И-НЕ, первую 16, вторую .

17, третью 18 и четвертую 19 схему

НЕ, первый 20, второй 21, третий 22 и четвертый 23 мультиплексоры, распределитель 24 импульсов и компара" тор 25. На валу электродвигателя 2 установлен датчик 26 углового положения. блок 4 управления распределителя 24 импульсов, компаратора 25, четырех мультиплексоров 20, 21, 22, 23 и четвертой схемы НЕ 19 и установки на валу электродвигателя 2 .датчика 26 углового положения вала. Грубая установка зеркала 3 в нужном диапазоне производится с помощью датчика 26 углового положения вала, распределителя 24 импульсов, компаратора 25 и мультиплексоров 20, 21, 22, 23, После завершения грубой установки зеркала 3 по сигналу компаратора 25 мультиплексоры 20, 21, 22, 23 отключают распределитель 24 импульсов от управляющих входов электродвигателя 2 и подключают к ним выходы преобразователей 12, 13 кода. 1 ил.

Первый элемент И-HE 14 подключен первым входом к одному из входов блока 4 управления непосредственно и через первый элемент НЕ 16 — к первому входу второго элемента И-HE 15, подсоединенного вторым входом через последовательно соединенные первые преобразователь 12 кода и блок 10 памяти к другим входам блока 4 упI равления, соединенным через последовательно соединенные вторые блок 11 памяти и преобразователь 13 кода с вторым входом первого элемента И-НЕ

14, выход которого соединен непосредственно с четвертым информационным входом первого мультиплексора 20, первым информационным входом второго мультиплексора 21, вторым информационным входом третьего мультиплексора 22, третьим информационным входом четвертого мультиплексора 23 и через третью схему НЕ с вторым информационным входом первого 20, третьим информационным входом второго 21, четвертым информационным входом третьего 22, первым информационным входом четвертого 23 мультиплексоров. Выход второй схемы И-HE 15 соединен непосредственно с третьим информационным входом первого 20, четвертым информационным входом второго 21, первЬгм информационным входом третьего 22, вторым информационным рходом четвер1471166 того 23 мультиплексоров и через вторую схему HE 17 с первым информаци" онным входом первого 20, вторым информационным входом второго 21, тре- тьим информационным входом третьего

22 н четвертым информационным входом четвертого 23 мультиплексоров.

Выход каждого из мультиплексоров

20 — 23 соединены с выходами блока 4

1 управления, которые подключены к управляющим входам 6 — 9 электродвигателя 2. Пятый, шестой, седьмой, восьмой информационные входы первого мультиплексора 20 соединены с первы- 15 ми адресными входами каждого из мультиплексоров 20 - 23 и подключены к первому выходу распределителя

24 импульсов, к второму выходу которого подключены вторые адресные вхо- 20 ды каждого мультиплексора 20 — 23, а также пятый, шестой, седьмой и восьмой информационные входы второго мультиплексора 21. Пятый, шестой, седьмой и восьмой информационные входы третьего мультиплексора 22 соединены с третьим выходом распределителя 24 импульсов, с четвертым выходом которого соединены пятый, шестой, седьмой и восьмой информационные вхо- 30 ды четвертого мультиплексора 23.

Третьи адресные входы каждого из мультиплексоров 20 - 23 соединены с выходом четвертой схемы HE 19, вход которой соединен с выходом "Равно" компаратора 25, выходы "Больше" и

"Равно" которого подключены соответственно к первому (" Направление" ) и второму (" Стоп) входам распределителя 24 импульсов. Первые входы компа- 40 ратора 25 соединены с датчиком 26 углового положения, установленного на валу электродвигателя 2, я вторые входы — с входами первого 10 и второго ll блоков памяти. 45

Устройство работает следующим об" разом.

С входных шин 5 на входы первого

10 и второго 11 блоков памяти поступает сигнал, содержащий величину необходимого отклонения светового потока в виде параллельного многоразрядного цифрового двоичного кода. Одновременно этот сигнал поступает на первые входы компаратора 25, на вторые -входы которого поступает сигнал в виде двоичного кода с датчика 26 углового положения вала электродвигателя 2. В компараторе 25 происходит сравнение этих сигналов. Датчик

26 углового положения вала выдает информацию об угловом положении вала, а следовательно, и зеркала 3, закрепленного на нем. Количество разрядов кода, поступающего с датчика 26 углового положения вала на вторые входы компаратора 25, определяется выражением

2 е6 где n — количество разрядов кода;

ы, — величина основного шага электродвигателя.

Если сигналы, поступающие на первые и вторые входы компаратора 25, не равны, на выходе "Равно" последнего присутствует логический "0", который поступает на вход "Стоп" распределителя 24 импульсов и разрешает его работу. Последний вырабатывает сигналы, необходимые для вращения шагового двигателя 2. Направление вращения определяется состоянием выхода "Больше" компаратора 25. При наличии на нем "1" вращение происходит в одну сторону„ а при наличии

"0" — в другую. Состояние выхода

"Больше" определяется тем, какой из двух двоичных сигналов больше по величине, с входной шины 5 или с датчика 26 углового положения вала.

Сигнал логического "0" с выхода "Равно" компаратора 25 через четвертую схему НЕ 19 устанавливает на третьих адресных входах мультиплексоров 20-23 логическую "1

Таким образом, в sGBHcHMocTH от уровней на первьм и вторых адресньм входах мультиплексоров 20 — 23 к их выходам оказываются подключенными пятые, шестые, седьмые или восьмые информационные входы. Сигналы с выходов распределителя 24 импульсов поступают на параллельно соединенные пятые, шестые, седьмь е H восьмые ин» формационные входы каждого из мультиплексоров 20 - 23 и далее — на управляющие входы 6 — 9 шагового электродвигателя 2, обеспечивая его вращение.

Вал электродвигателя 2 вращается до тех пор, пока не будут равны сиг" калы, поступающие на первь .е входы компаратора 25 с входных шин 5 и вторые входы с датчика 26 углового положения вала. При этом на выходе

"Равно" компаратора 25 появляется

5 14711 логическая "1", которая останавливает работу распределителя 24 импульсов и устанавливает логический "0" на третьих адресных входах мульти 5 плексоров 20 — 23. Это значит, что грубая установка зеркала 3 завершена. При этом к выходам мультиплексоров 20 — 23 в зависимости от состояния первых и вторых адресных входов оказываются подключенными первые, вторые, третьи или четвертые информационные входы. На информационные входы мультиплексоров 20 — 23 поступают сигналы с первого преобразователя 12 кода через вторую схему И-НЕ 15 и третью схему HE 17 в режиме прямого движения либо с второго преобразователя 13 кода через первую схему И-НЕ 14 и вторую схему

НЕ 18 в режиме реверсивного движения, Переход с прямого движения на реверсивное осуществляется путем подачи на вход первой схемы НЕ 16 логического "0" (в режиме прямого движения 25 на ее входе должна присутствовать логическая "1").

Точная установка зеркала 3 осуществляется следующим образом, Бло. ки 10 и 11 памяти преобразуют посту- 30 пающий сигнал в другие сигналы, заранее заданные двоичные, которые поступают далее на преобразователи

12 и 13 кода (например, преобразователь код — длительность импульса, который преобразует прикладываемый к нему код в последовательность импульсов, длительность которых пропорциональна коду). Далее импульсы через первый 14 или второй 15 эле- 4р менты И-НЕ поступают на информационные входы мультиплексоров 20 — 23 либо напрямую, либо через третий 17 и второй 18 элементы НЕ. В зависимости от команды "Реверс" элементы 4r

И-НЕ 14 и 15 работают поочередно.

Если сигнал "Реверс" равен "1", элемент И-НЕ пропускает импульсы, а элемент И-НЕ 15 нет. На его выходе постоянно будет "1", Если сигнал "Ре- б0 верс" равен "0", наоборот.

Таким образом, импульсная последовательность поступает на первые четыре информационных входа мультиплексоров 20 - 23. В зависимости от того, в пределах какого шага работает двигатель, к выходам мультиплексоров 20 - 23 подключены либо первые, либо вторые, либо третьи, либо четЪ

66 вертые информационные входы, Г выходов мультиплексоров 20 — 23 сигналы поступают на управляющие входы 6 — 9 электродвигателя 2. Это необходимо для получения плавной, без разрывов, характеристики отклонения светового потока от задаваемого кода при переходах светового потока из одного шага двигателя 2 в другой, В любой момент времени одна из обмоток двигателя 2 будет подключена полностью (на нее подается "1" с отключенного элемента И-НЕ 14 15) другая обмотка будет обесточена (на нее подается

"0" с выхода элемента НЕ 17, 18, вход которого соединен с выходом незадействованного элемента И-HE 14, 15).

Две оставшиеся обмотки будут подключаться поочередно, так как на одну из них поступает последовательность импульсов, а на другую — их инверсия с выхода элемента НЕ 17, 18.

Длительность импульсов определяет положение светового потока в пространстве. Сама длительность задается кодом, записанным в блоках 10, 11 памяти. В одном из блоков 10, 1) памяти записывается характеристика шагового двигателя 2 при отклонении светового потока в одну сторону, а в другом — в другую. Блоки 10, 11 памяти необходимы для получения линейной характеристики код — угол шагового двигателя 2. Каждой комбинации сигналов на входе блоков 10, ll памяти подбирается такая комбинация на выходе, чтобы токи через соответствующие обмотки двигателя ? вызывали бы требуемое отклонение его ротора. Частота повторения импульсов выбирается достаточно большой, чтобы ротор реагировал только на средние значения токов в обмотках.

Таким образом, для грубой установки зеркала 3 используется распределитель 24 импульсов, а для точной— блоки 10 и 11 памяти, преобразователи 12 и 13 кода, элементы И-HF 14 и 15, элементы НЕ 16 — 18. Переключение режимов точной и грубой установки осуществляется мультиплексорами 20 " 23 с помощью датчика 26 углового положения вала, компаратора 25 и элемента НЕ 19. ц о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для отклонения светового потока, содержащее источник све1471166

20

35

Составитель Л. Беэпрозванный

Редактор А.Шандор Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Патай

Заказ 1606/49 Тираж 514 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 та, закрепленное на валу шагового электродвигателя зеркало, блок управ ления электродвигателем, соединенный . выходами с управляющими входами электродвигателя и включающий первый и второй блоки памяти, первый и второй преобразователи кода, первый, второй и третий элементы HF, первый и второй элементы И-НЕ, причем первый вход блока управления электродвигателем соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и через первый элемент НЕ с первым входом второго элемента И-НЕ, а второй вход блока управления электродвигателем подсоединен через последовательно соединенные первый блок памяти и первый преобразователь кода к второму входу второго элемента И-НЕ и через последовательно соединенные второй блок памяти и второй преобразователь кода — к второму входу пер. вого элемента И-НЕ,.о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона отклонения светового потока, устройство дополнительно снабжено установленными на валу электродвигателя датчиком углового положения вала, а в блок управления элек1 тродвигателем дополнительно введены компаратор, распределитель импульсов, четвертая. схема НЕ, а также первый, второй, третий и четвертый мультиплексоры, выходы которых являются выходаыи блока управления, при этом выход второй схемы И-HF. соединены с третьим информационным входом первого, четвертым информационным входом второго, первым информационным входом третьего и вторым информационным входом четвертого мультиплексоров, а через вторые элементы НŠ— с первым информационным входом первого, вторым информационным входом второго, третьим информационным входом третьего и четвертым ин15

45 формационным входом четвертого мультиплексоров, четвертый информационный.вход первого, первый информационный вход первого, первый информационный вход второго, второй информационный вход третьего и третий информационныи вход четвертого мультиплексоров соединены с выходом первой схемы И-НЕ, к которому через третью схему НЕ подключены второй информационный вход первого, третий информационный вход второго, четвертый информационный вход третьего и первый информационный вход четвертого мультиплексоров, пятый, шестой, седьмой, восьмой информационные входы первого мультиплексора соединены с первыми адресными входами каждого и". мультиплексоров и подключены к первому выходу распределителя импульсов, к второму выходу которого подключены вторые адресные входы каждого мультиплексора, а также пятый, шестой, седьмой и восьмой информационные входы второго мультиплексора, пятый, шестой, седьмой и восьмой информационные входы третьего мультиплексора соединены с третьим выходом распределителя импульсов, с четвертым выходом которого соединены пятый, шестой, седьмой и восьмой информационные входы четвертого мультиплексора, третьи адресные входы каждого из мультиплексоров соединены с выходом четвертой схемы НЕ, вход юв вв которой соединен с выходом Разно

11 с компаратора, выходы Больше и Равно" которого подключены соответственно к первому и второму входам распределителя импульсов, при этом первые входы компаратора соединены с датчиком углового положения вала, а вторые — с входами первого и второго блоков памяти.