Мультисенсорное волоконно-оптическое устройство сбора информации



Мультисенсорное волоконно-оптическое устройство сбора информации
Мультисенсорное волоконно-оптическое устройство сбора информации
Мультисенсорное волоконно-оптическое устройство сбора информации
Мультисенсорное волоконно-оптическое устройство сбора информации
Мультисенсорное волоконно-оптическое устройство сбора информации
Мультисенсорное волоконно-оптическое устройство сбора информации
Мультисенсорное волоконно-оптическое устройство сбора информации
Мультисенсорное волоконно-оптическое устройство сбора информации
H03M1/12 - Кодирование, декодирование или преобразование кода вообще (с использованием гидравлических или пневматических средств F15C 4/00; оптические аналого-цифровые преобразователи G02F 7/00; кодирование, декодирование или преобразование кода, специально предназначенное для особых случаев применения, см. в соответствующих подклассах, например G01D,G01R,G06F,G06T, G09G,G10L,G11B,G11C;H04B, H04L,H04M, H04N; шифрование или дешифрование для тайнописи или других целей, связанных с секретной перепиской, G09C)

Владельцы патента RU 2660644:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" (RU)

Изобретение относится к системе контроля энергонасыщенных объектов. Техническим результатом является повышение достоверности устройства сбора информации за счет коррекции динамической погрешности преобразования и исключения неоднозначности преобразования. Мультисенсорное волоконно-оптическое устройство сбора информации содержит источник опорного напряжения 1, группу электронных ключей 2, группу подстроечных резисторов 3, группу светодиодов 4, группу передающих световодов 5, группу передающих сферических линз 6, группу элементов назначения веса на основе щелевых диафрагм 7-10, группу приемных сферических линз 11, группу приемных световодов 12, Y-ответвитель 13, общий световод 14, фотоприемник 15, фотоусилитель 16, дифференцирующую цепочку 17, выпрямитель 18, компаратор 19, аналоговый ключ 20, аналогово-цифровой преобразователь 21. 3 ил.

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системе контроля энергонасыщенных объектов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство сбора информации на основе волоконно-оптического цифроаналогового преобразователя [Пат. 157416 РФ МПК Н03М 1/26, опубл. 10.12.2015], содержащее источник опорного напряжения, группу электронных ключей, группу подстроечных резисторов, группу светодиодов, группу передающих световодов, группу передающих сферических линз, группу элементов назначения веса на основе щелевых диафрагм, группу приемных сферических линз, группу приемных световодов, Y-ответвитель, общий световод, фотоприемник, фотоусилитель, аналогово-цифровой преобразователь. Недостатком данного устройства является наличие динамической погрешности преобразования.

В основу изобретения поставлена задача повышения достоверности устройства за счет коррекции динамической погрешности преобразования.

Для решения поставленной задачи в устройство сбора информации на основе волоконно-оптического цифроаналогового преобразователя, содержащее источник опорного напряжения, группу электронных ключей, группу подстроечных резисторов, группу светодиодов, группу передающих световодов, группу передающих сферических линз, группу элементов назначения веса на основе щелевых диафрагм, группу приемных сферических линз, группу приемных световодов, Y-ответвитель, общий световод, фотоприемник, фотоусилитель, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), причем один из выходов источника опорного напряжения соединен с группой электронных ключей, соединенных между собой параллельно, каждый электронный ключ последовательно соединен с соответствующим подстроечным резистором и светодиодом, каждый светодиод оптически связан с соответствующим приемным световодом, каждый приемный световод связан оптически с соответствующей передающей сферической линзой, каждая передающая сферическая линза связана оптически с соответствующим элементом назначения веса, каждый элемент назначения веса оптически связан с входом соответствующего приемного световода, выходы группы приемных световодов соединены с входом Y-ответвителя, выход Y-ответвителя соединен с входом общего световода, выход которого соединен с фотоприемником, выход фотоприемника соединен с информационным входом фотоусилителя, управляющий вход которого содинен со вторым выходом источника опорного напряжения, введены дополнительно дифференцирующая цепочка, выпрямитель, компаратор, аналоговый ключ, причем выход фотоусилителя соединен с последовательно соединенными дифференцирующей цепочкой и выпрямителем, выход выпрямителя соединен с информационным входом компаратора, управляющий вход которого соединен с третьим выходом источника опорного напряжения, выход компаратора соединен с информационным входом аналогового ключа, управляющий вход которого соединен с выходом фотоусилителя, выход аналогового ключа соединен с входом АЦП.

Изобретение характеризуется следующими чертежами: на фиг. 1 показана функциональная схема 4-х канального мультисенсорного волоконно-оптического устройства сбора информации; на фиг. 2 представлен набор элементов назначения веса (ЭНВ) на основе щелевых диафрагм; на фиг. 3 показаны диаграммы, иллюстрирующие работу мультисенсорного волоконно-оптического устройства сбора информации.

В состав мультисенсорного волоконно-оптического устройства сбора информации входит источник опорного напряжения 1, один из выходов которого соединен через группу электронных ключей 2 с группой подстроечных резисторов 3, включенных параллельно, выход каждого подстроечного резистора соединен с входом соответствующего светодиода 4, светодиоды оптически связаны с входами соответствующих передающих световодов 5, выход каждого световода оптически связан с соответствующей передающей сферической линзой 6, выход каждой передающей сферической линзы через ЭНВ на основе щелевых диафрагм 7-10 (см. фиг. 2) оптически связан с соответствующей приемной сферической линзой 11, причем коэффициенты К03 ЭНВ 7-10 изменяются в виде ряда , при этом К0=1, . Достигается это различными соотношениями Si/S0, где Si и S0 - площади прозрачных участков в диафрагмах с порядковым номером i и 0. Причем площади прозрачных участков Si находятся в соотношении Si=S02-i, где S0 - площадь отверстия диафрагмы в старшем разряде, i - номер разряда. Каждая приемная сферическая линза оптически связана с соответствующим приемным световодом 12. Выходные торцы группы приемных световодов соединены с входом Y-ответвителя 13, выход Y-ответвителя через общий световод 14 соединен с входом фотоприемного устройства 15. Выход фотоприемного устройства соединен с информационным входом фотоусилителя 16, управляющий вход которого соединен со вторым выходом источника опорного напряжения 1. Выход фотоусилителя соединен с последовательно соединенными дифференцирующей цепочкой 17 и выпрямителем 18, выход выпрямителя соединен с информационным входом компаратора 19, управляющий вход которого соединен с третьим выходом источника опорного напряжения 1, выход компаратора соединен с управляющим входом аналогового ключа 20, информационный вход которого соединен с выходом фотоусилителя 16, выход аналогового ключа соединен с входом АЦП 21, коэффициенты пропускания К03 элементов назначения веса изменяются в соответствии с рядом 1/2n.

Мультисенсорное волоконно-оптическое устройство сбора информации работает следующим образом.

Напряжение с первого выхода источника опорного напряжения 1 при замкнутых соответствующих электронных ключах 2 задает ток на соответствующих подстроечных резисторах 3 и соответственно уровень оптической мощности на выходе светодиодов 4. Направленное оптическое излучение с выходов светодиодов 4 с помощью соответствующих передающих моноволоконных световодов 5 через соответствующие передающие сферические линзы 6 подводится к соответствующему ЭНВ 8-11 на основе щелевых диафрагм, получает свой весовой коэффициент в соответствии с рядом , при этом К0=1, , таким образом происходит формирование входного кода волоконно-оптического цифроаналогового преобразователя. Далее каждый световой поток через соответствующую приемную сферическую линзу 7 и соответствующий приемный световод 12 поступает на вход Y-ответветеля 13, где промодулированные потоки складываются и с помощью общего световода 14 воспринимаются фотоприемником 15. В фотоприемнике 15 оптическое излучение преобразуется в пропорциональный ему электрический сигнал. Фотоусилитель 16 усиливает этот сигнал. С помощью напряжения со второго выхода источника опорного напряжения 1 происходит сдвиг сигнала в фотоусилителе таким образом, что уровни сигнала с фотоусилителя 16 располагаются между i и i+1 уровнями квантования АЦП. Это обеспечивает однозначное соответствие между выходным кодом АЦП (y1, …, yn) и входным кодом устройства (х1, …, xn,) сбора информации, который задается положениями ключей 2. Далее сигнал с выхода фотоусилителя одновременно подается на вход дифференцирующей цепочки 17 и информационный вход ключа 20 (см. фиг. 3а). В дифференцирующей цепочке 17 сигнал дифференцируется (см. фиг. 3б) и поступает на вход выпрямителя 18, где он выпрямляется (см. фиг. 3в). Двухполупериодный выпрямитель необходим для нормальной работы компаратора 19, поскольку знак производной переходного процесса может быть как положительным, так и отрицательным. До момента окончания переходного процесса на выходе фотоусилителя, т.е. пока , где ΔквАЦП - шаг квантования АЦП, выходной сигнал компаратора поддерживает аналоговый ключ 20 в запертом состоянии, препятствуя прохождению сигнала с выхода фотоусилителя на вход АЦП 21 (см. фиг. 3г). По окончании переходного процесса, когда , выходной сигнал компаратора 19 открывает аналоговый ключ 20 и на вход АЦП поступает сигнал (см. фиг. 3д), пропорциональный установившемуся значению выходного сигнала фотоусилителя. Блокировка процесса аналого-цифрового преобразования на время переходного процесса позволяет исключить неоднозначность преобразования.

Мультисенсорное волоконно-оптическое устройство сбора информации, содержащее источник опорного напряжения, группу электронных ключей, группу подстроечных резисторов, группу светодиодов, группу передающих световодов, группу передающих сферических линз, группу элементов назначения веса на основе щелевых диафрагм, группу приемных сферических линз, группу приемных световодов, Y-ответвитель, общий световод, фотоприемник, фотоусилитель, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), причем один из выходов источника опорного напряжения соединен с группой электронных ключей, соединенных между собой параллельно, каждый электронный ключ последовательно соединен с соответствующим подстроечным резистором и светодиодом, каждый светодиод оптически связан с соответствующим приемным световодом, каждый приемный световод связан оптически с соответствующей передающей сферической линзой, каждая передающая сферическая линза связана оптически с соответствующим элементом назначения веса, каждый элемент назначения веса оптически связан с входом соответствующего приемного световода, выходы группы приемных световодов соединены с входом Y-ответвителя, выход Y-ответвителя соединен с входом общего световода, выход которого соединен с фотоприемником, выход фотоприемника соединен с информационным входом фотоусилителя, управляющий вход которого соединен со вторым выходом источника опорного напряжения, отличающееся тем, что в него введены дополнительно дифференцирующая цепочка, выпрямитель, компаратор, аналоговый ключ, причем выход фотоусилителя соединен с последовательно соединенными дифференцирующей цепочкой и выпрямителем, выход выпрямителя соединен с первым информационным входом компаратора, управляющий вход которого соединен с третьим выходом источника опорного напряжения, выход компаратора соединен с информационным входом аналогового ключа, управляющий вход которого соединен с выходом фотоусилителя, выход аналогового ключа соединен с входом АЦП.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении достоверности преобразования за счет создания возможности оперативной поверки и автокоррекции инструментальных погрешностей преобразователя.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аналого-цифровому преобразованию, а именно к кодовым шкалам преобразователей угла поворота вала в код.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к синусно-косинусным преобразователям угла в код. Техническим результатом является повышение разрядности преобразователя при меньшем объеме ПЗУ без потери быстродействия преобразования.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к построению кодовой шкалы преобразователя угловых перемещений в код. Техническим результатом является уменьшение как величины шага углового перемещения (увеличение разрешающей способности датчика угла), так и числа считывающих элементов кодовой шкалы при сохранении возможности восстановления углового положения по результатам измерений, проводимых при повороте на угол, равный интервалу - j=5 шагам углового перемещения.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аналого-цифровым преобразователям, и может быть использовано в цифровых системах для измерения и контроля аналоговых величин.

Группа изобретений относится к области вычислительной техники и может быть использована в устройствах, выполняющих операции суммирования сигналов, одновременно генерируемых многими источниками.

Изобретение относится к шифрованию информации и может быть применено в защищенных автоматизированных системах для криптографической защиты разнородных потоков информации с применением общего ключа, передаваемого по закрытому каналу связи.

Изобретение относится к области автоматики. Технический результат изобретения заключается в снижении потребляемой устройством электроэнергии за счет резкого снижения потребления энергии во время неподвижного состояния валов, уменьшении помех, создаваемых устройством.

Изобретение относится к измерительной технике. Технический результат направлен на расширение арсенала средств.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного определения положения вала механического узла. Абсолютный оптический однооборотный угловой энкодер, содержит n оптических пар (где n - разрядность энкодера), которые распределены равномерно с угловым шагом 360/n, растровый диск с одной кодирующей дорожкой в виде чередующихся прозрачных и непрозрачных секторов, причем прозрачные и непрозрачные сектора формируются путем комбинации точной и грубой шкал.

Изобретение относится к средствам преобразования оптических сигналов и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемо-передающих устройств.

Яркомер // 2549605
Изобретение относится к светоизмерительной технике и касается яркомера. Яркомер содержит непрозрачный светофильтр, прикрепленный к пьезоэлементу, который подключен к выходу делителя частоты, объектив, пирамидальный зеркальный октаэдр с четырьмя наружными зеркальными поверхностями и четыре дисковых фотоприемника, каждый из которых имеет по два фотоприемных сектора.

Изобретение относится к технике машинного зрения и может быть использовано в видеокамерах и фотоаппаратах, предназначенных для регистрации цифровых изображений.

Изобретение относится к функциональным кодоимпульсным устройствам, преобразующим один двухпозиционный код двоичной системы счисления в другой вид той же системы счисления.

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств.

Изобретение относится к волоконно-оптическим системам связи и обработки информации. .

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств.

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных наномашин и приемопередающих наноустройств.

Изобретение относится к светоизмерительной технике. .

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств.

Изобретение относится к системе контроля энергонасыщенных объектов. Техническим результатом является повышение достоверности устройства сбора информации за счет коррекции динамической погрешности преобразования и исключения неоднозначности преобразования. Мультисенсорное волоконно-оптическое устройство сбора информации содержит источник опорного напряжения 1, группу электронных ключей 2, группу подстроечных резисторов 3, группу светодиодов 4, группу передающих световодов 5, группу передающих сферических линз 6, группу элементов назначения веса на основе щелевых диафрагм 7-10, группу приемных сферических линз 11, группу приемных световодов 12, Y-ответвитель 13, общий световод 14, фотоприемник 15, фотоусилитель 16, дифференцирующую цепочку 17, выпрямитель 18, компаратор 19, аналоговый ключ 20, аналогово-цифровой преобразователь 21. 3 ил.

Наверх