Преобразователь электрического напряжения в световой поток

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №.ЧПК Н Olj 31/50

Заявлено 15.IX.1969 (.№ 13616 80l18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете тйинистров

СССР

УДК 621.383(088.8) Опубликовано 22.XI1.1970. Б|оллетень ¹ 2 за 1971

Дата опубликования описания 16.11.1971

Авторы изобретения

Г. К. Арутюнов и Ю. А. Джагаров < р

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В СВЕТОВОИ ПОТОК

Предложенное изобретение относится к вычислительной технике н предназначено для образования постоянного электрического напряжения в световой поток. Преобразователь может быть использован в качестве элементапосредника между электрическим датчиком физической величины и входным устройством оптической или оптико-электронной вычислительной машины.

В настоящее время преобразование электрического напряжения в световой поток не применяется из-за существенного недостатка: отсутствия полярности у света. Поэтому хотя и известны балансные схемы с фотоприемниками, позволяющие получить световой поток, связанный с величиной напряжения, однако полярность этого напряжения не отражается.

Кроме того, существующие схемы этого типа имеют низкое быстродействие из-за наличия в них подвижных элементов типа вращающихся зеркал, призм и т. п.

Целью настоящего изобретения является создание устройства, преобразующего напряжение постоянного тока в световой поток, причем выходной результат зависит от полярности входного напряжения. Элемент обладает повышенным быстродействием, так как не содержит подвижных частей. Эта цель достигается симметричностью схемы и наличием двух светоизлучателей, обслуживающих только одну нз двух противоположных полярностей входного напряжения.

На чертеже изображена принципиальная схема описываемого преобразователя напряжения, содержащего фотоприемники 1 и 2, сопротивления которых соответственно обозначены через Р,р и Я,р, калиброванные резнс1 г торы 8 и 4, усилитель б, светоизлучатели б и 7, эталонныи источник 8 постоянного напряжения.

Преобразователь напряжения в световой поток состоит нз контура, содержащего два фотоприемника 1 и 2. В качестве фотоприемников могут быть использованы фоторезисторы, фотоэлементы, фстодиоды и т. п. Фотоприемники включены по балансной схеме с калиброванными резисторами 8 и 4. Напряжение со средней точки С между фотоприем20 никами подведено к усилителю 5, к выходу которого через вентильную схему (дноды Л и Дг) подключены светоизлучатели б и 7, свет которых раздваивается (например, с помощью волоконной или зеркальной светоде25 лительной системы, на чертеже не показанной). Одна часть излучения светоизлучателей б и 7 направляется на фотоприемники 1 и 2, замыкая обратную оптическую связь, а другая является выходной информацией. В схе30 му включен эталонный источник 8 постоянно290348 го напряжения. К средним точкам между фотоприемниками 1 и 2 и резисторами 3 и 4 подводится преобразуемое напряжение (клеммы 9).

Устройство работает следующим образом.

Сопротивления Яф и Яф фотоприемников

1 2

1 и 2 можно описать зависимостью

U р о+ где Io — величина темнового тока; Ф вЂ” величина светового потока; U — приложенное напряжение; К вЂ” постоянная фотоприемника.

Преобразуемое напряжение подводится к клеммам 9. Подбирая напряжение компенсирующего источника В U = 2Uo, Ri = R2 = R, при U = О, потенциал точки С U = О, т. е. можно записать равенство то (2)

Яф R4, Так как темновые сопротивления фотоприемников подбираются равными, то

Рф„— — Рф„.

При появлении U ) О равенство (2) нарушается, и заменяется неравенством то ф„Д Рф, Для достижения баланса, т. е, установления равенства, нужно уменьшить R4,Ä. С этой целью напряжение разбаланса через усилитель и диод Д! направляется на светоизлучатель 7. При U„) О потенциал точки С положительный, и поэтому напряжение на выходе усилителя-интегратора 5 отрицательно.

Световой поток светоизлучателя 7 изменяет освещенность фотоприемника 2 до тех пор, пока его сопротивление не удовлетворит равенству

Uo + U» о (3)

Лф„Р Ry, где R4,, — сопротивление освещенного фотоприемника 2. После достижения равенства (3) напряжение на выходе усилителя перестает меняться и, следовательно, световой по10 ток светоиз, 1 111тс;111 I сохр а11яет !! собходимло для баланса величин17.

При изменении величины напря2кения U, Вновь появится разбаланс, и процесс повторитсяя.

Появление U„(О также изменит равенство (2), которое заменится неравенством

Uo + U.» ) U0

Рф„, R RqÄ, В результате появившегося разбаланса потенциал точки С станет отрицательным.

Напряжение на выходе усилителя окажется положительным, и через диод Д2 попадет нг светоизлучатель 6, свет которого изменит сс противление фотоприемника 1 до величины необходимой для установления оаланса. В результате установившегося баланса будет выполняться равенство го то + х Uo (4)

R(p, R Рф, Так как в силу зависимости (1), например, то

25 Rq,i =

10+ RV1 и, кроме этого, имеет место равенство Io =

Uo/Рф,, то после подстановки в формулу (3) или (4) получим соответственно зо х т.»

: Ар, или -: Аю,, R R откуда U» — RkР, и х

R и

35 л или

R 2

Предмет изобретения

Преобразователь электрического напряже4о ния в световой поток, содержащий фотоприемники, включенные по балансной схеме, отличаюи ийся тем, что, с целью обеспечения чувствительности и полярности входного сигнала, к средней точке между фотоприемни45 ками через усилитель и противоположно направленные диоды включены два светоизлучателя, оптически связанные с фотоприемниками.

290348

Аг 2, Составитель И. Н. Горелова

Редактор Б. С. Нанкина Техред А, А. Камышннкова Корректор Л. А. Царькова

Изд. ¹ 102 Заказ 157)2 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2