Фотоэлектрический преобразователь перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений в машинеи приборостроении . Цель изобретения - повышение точности измерений перемещения за счет исключения влияния неравномерности светового потока и чувствительности фотоприемника . Световой поток источника 1 проходит через прорези 3 и 4 пластины 2, жестко связанной с объектом, задающим перемещение X, и попадает на фотоприемники 5 и 6 соответственно. Поскольку ширина ai прорезей определяется линейным законом (l-1), где ,2,...,N;,N - количество прорезей в ряду, а ширина чувствительных площадок фотоприемников 5 и 6 кратна расстоянию g между центрами прорезей , то неравномерность светового потока и чувствительности по площади фотоприемника не влияет на выходной сигнал . 1 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 В 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4723126/28 (22) 24.07,88 (46) 15,01.92. Бюл. N. 2 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) M,А. Габидулин и И.Д. Лейбович (53) 531.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 960528, кл, G 01 В 21/00, 1981. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений в машино- и приборостроении, Цель изобретения — повышение точности измерений перемещения эа

„„5U „„1705698 А1 счет исключения влияния неравномерности светового потока и чувствительности фотоприемника. Световой поток источника 1 проходит через прорези 3 и 4 пластины 2, жестко связанной с обьектом, задающим перемещение Х, и попадает на фотоприемники 5 и 6 соответственно. Поскольку ширина ai прорезей определяется линейным законом a =g/N(l — 1), где 1=1,2,...,N; N — количество прорезей в ряду, а ширина чувствительных площадок фотоприемников 5 и 6 кратна расстоянию g между центрами прорезей, то неравномерность светового потока и чувствительности по площади фотоприемника не влияет на выходной сигнал. 1 ил, 1705698

Составитель М.Минин

Редактор М.Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Заказ 188 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений в машино- и приборостроении.

Цель изобретения — повышение точности измерений перемещения за счет исключения влияния неравномерности светового потока и чувствительности по площади фотоприемника.

На чертеже изображена схема фотоэлектрического преобразователя перемещений.

Преобразователь содержит последовательно установленные источник 1 излучения, пластину 2 с двумя рядами, соответственно прямоугольных прорезей 3 и 4, ширина ai которых последовательно изменяется по линейному закону, и два фотоприемника 5 и 6, выполненные с чувствительными площадками, ширина b которых кратна расстоянию q между центрами прорезей.

Преобразователь работает следующим образом.

Равномерный поток источника 1 излучения, пройдя через прорези 3 и 4 пластины 2. жестко связанной с объектом (не показан), задающим перемещение Х, попадает на чувствительные площадки фотоприемников

5 и 6 соответственно, подключенные к дифференциальной схеме(не показана). При перемещении пластины 2 вдоль оси Х фотоприемники 5 и 6 освещаются прерывистыми потоками, распределения интенсивностей которых вдоль оси Х представляют собой последовательности широтно-модулированных (ШИМ) импульсов с периодом, равным шагу g растров щелевых диафрагм. образованных прорезями в пластине 2. Поскольку фотоприемники 5 и 6 реагируют на средние потоки. падающие на их чувствительные площадки, ширина которых кратна и много больше g, пульсации, имеющие период g, практически полностью подавляются. Поэтому на выходах фотоприемников будут сформированы напряжения, возрастающие и убывающие в функции перемещения по линейному закону. При этом диапазон линейности будет меньше расстояния Р между крайними прорезями пласти5

50 ны 2 на величину ширины b чувствительных площадок фотоприемников 5 и 6.

Выходным сигналом преобразователя является раэностный сигнал фотоприемников, формируемый дифференциальной схемой и изменяющийся линейно в диапазоне

0 — Ь на +. Um, где Um — максимальное напряжение на выходе дифференциальной схемы, Выходной сигнал представляет собой сумму составляющих, каждая из которых изменяется по линейному закону и сформирована практически точечной при

q«h площадкой чувствительной поверхности фотоприемника, Причем суммирование производится при любом Х по всей чувствительной поверхности фотоприемника, Поэтому неравномерность светового потока и чувствительности по полю входного зрачка (светочувствительной поверхности) фотоприемника практически не сказывается на линейности характеристики, Кроме того, при b» q более эффективно подавляются эа счет интегрального усреднения погрешности кромок окон (прореэей) и их дефекты в виде отдельных царапин и пятен, а также погрешности иэ-эа загрязнений пластины и чувствительных поверхностей фотоприемников.

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий последовательно установленные и оптически связанные источник излучения, пластину с двумя рядами прорезей, установленную таким образом, что ряды прорезей симметричны относительно оптической оси, и предназначенную для связи с объектом, и два фотоприемника, оптически связанных с соответствующими рядами прорезей и включенные по дифференциальной схеме, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, прорези в пластине выполнены в виде прямоугольников, ширина которых последовательно изменяется по линейному закону, а фотоприемники выполнены с чувствительной площадкой, ширина которой кратна расстоянию между центрами прорезей в пластине.