Фотоэлектрический датчик линейных перемещений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

25I4I7

Coes Севетскна

Социал нстнческив

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Кл. 74b, 8/05

Заявлено 31.V.1968 (№ 1244565/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 26.VII I.1969. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23.|.1970

МПК С 08с

УД К 534.15.082.52 (088.8) Комитет оо делам иаооретвннй н открытий орн Сввете Министров

СССР

Авторы изс бретения

А. М. Качкачьян и С. А. Ульянцев

Заявитель

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

В области автоматики известны фотоэлектрические датчики линейных перемещений, содержащие два излучателя, поочередно излучающих прямоугольные импульсы, фотоприемник, шторку,,перекрывающую световой поток от одного излучателя, и усилитель сигналов рассогласования, подключенный к регулятору тока, формирующего амплитуду импульсов другого излучателя.

Однако крутизна выходного сигнала такого датчика зависит от мощности излучателей и чувствительности фотоприемников, которые могут изменяться при воздействии внешних факторов.

Кроме того, большое выходное сопротивление фотоприемников, используемых в подобных устройствах, требует в определенных случаях использования согласующих трансформаторов.

Описываемое устройство позволяет уменьшить выходное сопротивление и повысить стабильность крутизны выходного сигнала путем введения в него трехобмоточного сигнального трансформатора, две обмотки которого через разделительные конденсаторы и резисторы включены в цепи излучателей, а третья обмотка является выходной.

На фиг. 1 приведено расположение основных элементов датчика; на фиг. 2 представлена принципиальная электрическая схема описываемого устройства.

Устройство содержит

К„К2 — полупроводниковые ключи, форми5 рующие прямоугольные импульсы тока, проходящие по излучателям Н1 и 02, причем

Ид — излучатель с регулируемой амплитудой импульсов тока, а И вЂ” излучатель с нерегулируемой амплитудой импульсов тока; ФП—

10; Ш вЂ” шторка, связанная с перемещающимся объектом; У вЂ” усилитель сигналов рассогласования переменного тока; Р— регулятор амплитуды импульсов излучателя

И, R>, Rа — сопротивления, на которых выде15 ляются сигналы, пропорциональные токам, протекающим через излучатели; R — ограничивающее сопрогпвление в цепи нерегулируемого излучателя О, Сь С, — разделительные конденсаторы, исключающие попадание постоянной составляющей импульсов тока в обмотку выходного трансформ атор а; Тр— трансформатор выходных сигналов; U — напряжение,питания; U,„„— выходное напряжение; j„— частота переключения полупроводниковых ключей К1 и К2.

Работа схемы описана для того случая, когда шторка Ш, связанная с объектом, перемещение которого измеряется, неподвижна и не перекрывает световой поток излучателя Оа

Зо (см. фиг. 11.

251417

Ключи Ki и К работают поочередно, формируя излучение прямоугольных световых импульсов излучателями И и И2 с частотой („„„ и длительностью полпериода.

На фотоприемнике ФП появляется сигнал рассогласования прямоугольной формы, пропорциональный разнице световых потоков, падающих от излучателей И и И . Рассогласование обусловлено в общем случае неодинаковостью мощностей излучения излучателей и несимметричностью их расположения относительно фотоприемников. Выходной сигнал фотоприемника усиливается усилителем У и, воздействуя на регулятор Р, так изменяет амплитуду импульсов тока, проходящих через излучатель Иь чтобы свести к минимуму (с точностью до статической ошибки) сигнал рассогласования световых .потоков, падающих на фотоприемник ФП.

Сигнал рассогласования изменяет ток,первого источника и снова, с точностью до статической ошибки, восстанавливает равенство световых потоков частично затененного излучателя И, и соответ твенно уменьшенного светового потока излучателя Иь

На выходной обмотке трансформатора на.пряжение изменится в соответствии с изменением соотношения токов первого и второго излучателя, т. е. пропорционально смещению шторки. При достаточно большом коэффициенте усиления тракта усилитель — регулятор резко ослабляется влияние на величину выходного сигнала, пропорционального смещению шторки, как чувствительности фотоприемника, так и мощности, излучаемой излучателями И и И„т. е. стабильность крутизны определяется в основном стабильностью токовых

5 импульсов, проходящих через излучатель И .

Величина крутизны выходного сигнала определяется сопротивлениями R, и R,, а также коэффициентом трансформации выходного трансформатора Тр и может варьирова-,ься в

10 широких пределах. К достоинству предлагаемой схемы следует отнести низкое выходное сопротивление.

Описанная схема применима к любым излучателям, у которых вся люкс-амперная харак15 теристика или ее часть допускает линейную аппроксимацию.

Предмет изобретения

Фотоэлектрический датчик линейных пере20 мещений, содержащий два излучателя, поочередно излучающих прямоугольные импульсы, фотоприемник, шторку, перекрывающую световой поток от одного излучателя, и усилитель сигналов рассогласования, подключенный к

25 регулятору тока, формирующего амплитуду импульсов другого излучателя, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности крутизны выходного сигнала и снижения выходного сопротивления, он содержит трехобмо30 точный сигнальный трансформатор, две обмотки которого через разделительные конденсаторы и резисторы включены в цепи излучателей, а третья обмотка является выходной.

251417 ам 1

Составитель В. П. Хохлов

Техред А. А. Камышникова Корректор В. И. Жолудева

Редактор Б. Нанкина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3870(13 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5