Фотоэлектрический датчик перемещений
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 06 1.1969 (№ 1294109/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 28.VI1.1972. Бюллетень ¹ 23
Дата опубликования описания 9ХП1.1972
М. Кл. 6 08с 9/06
Коиитет сс селам изобретеиий л открытий ори Совете Мииистров
СССР
УДК 534.15.082.52 (088.8) Авторы изобретения
С. А. Ульянцев и O. Б. Лагутин
Заявитель от -т"
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования.
Известны фотоэлектрические датчики перемещений, содержащие полупроводниковые излучатели, шторку, рабочий фотоприемник, 5 подключенный через RC-цепочку к выходу датчика, управляющий фотоприемник, подключенный через КС-цепочку ко входу усилителя рассогласования, и выходной трансформатор, первичная обмотка которого подключе- lo на к выходу усилителя рассогласования, а вторичная обмотка через резисторы соединена с катодами излучателей.
Описываемое устройство отличается тем,что в нем дополнительно установлен модулирую- 15 щий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику переменного напряжения, а вторичная обмотка через резисторы подключена к катодам полупроводниковых излучателей. 20
Такое выполнение датчика повышает точность его работы.
На чертеже приведена принципиальная схема описываемого устройства.
Оно содержит полупроводниковые излучате- 25 ли И>, И., фотоприемники ФПт, ФП2, шторку
Ш, модулирующий трансформатор Тр,, вы- ° ходной трансформатор Тр-., усилитель У, нагрузочные резисторы R, R. фотоприемников
ФП1 и ФП>, ограничивающие резисторы RÄ, зо резисторы Р> выбора рабочей точки, разделительные конденсаторы C>, C и корректирующие резистор R„„- и конденсатор C„„.
Когда шторка находится в нулевом положении, постоянное напряжение смещения Un приложе о в проводящем направлении к обоим излучателям И,, И через вторичные обмотки модулирующего трансформатора Тр и резисторы R. Встречное направление токов смещения по обмоткам трансформатора Тр1 исключает замагничиванпе сердечника. Протекающий по излучателям Ит, И. ток возбуждает постоянные Во времени лучистые потоки.
При подаче на модулирующий трансформатор
Тр, синусоидального напряжения U„u излучателях И, и И. создается переменная составляющая тока, замыкающаяся через излучатели и резисторы R. Частично переменная составляющая тока возбуждения так же, как и тока смещения, замыкается через вторичные обмотки выходного трансформатора Тр контура выравнивания. Однако величина его сильно ограничена резисторами Ро )) R, где
R дифференциальное сопротивление прямо смещенного излучателя, Включение вторичных обмоток трансформатора Тр встречное, что исключает замагничивание сердечника составляющей тока смещения и не приводит к увелпчсни|о габаритной мощности. Переменной составляющей тока возбуждения, создаваемой 346735
Тираж № 406
Изд. ¹ 1077
Подписное
Заказ 2478/ll
Типография, пр. Сапунова, 2
3 модулирующим трансформатором Тр,, соответствует переменная составляющая в потоке излучения. При RI-, и R))R, исключается искажение высшими гармониками излучаемых импульсов, вызываемое пелинейностью прямой ветви вольт-амперной характеристики полупроводникового излучателя. Поддержание равенства амплитуд первых гармоник противофазно возбуждаемых импульсов излучения двумя излучателями, необходимое для исключения дрейфа фотоэлектрического датчика при любых условиях эксплуатации (изменение температуры, фоновой засветки, времени), в предлагаемой схеме осуществляется воздействием усиленных сигналов рассогласования, пропорциональных разнице в излучаемых мощностях, через выходной трансформатор
Тра усилителя У непосредственно на ток возбуждения излучателей Иг, Н, на одном увеличивая, на другом уменьшая амплитуду переменной составляющей тока возбуждения.
Режим независимого синфазного (противофазного) возбуждения излучателей И,, И2 двумя источниками — модулирующим трансформатором Тр, и сигналами контура выравнивания, воздействующими на излучатели посредством трансформатора Тр в соответствии с фазой рассогласования, возможен лишь при обеспечении режима генераторов тока двух источников относительно общей нагрузки — прямо смещенного излучателя.
Включение цепочки, состоящей из резистора
R«(Rq и конденсатора С«., на точку соединения обмоток трансформатора Тр и общий вывод излучателей Иг и На замыкает цепь тока управления возбуждения излучателей и создает фазовое опережение тока управления, компенсирующее инерционность контура выравнивания. Вводимая компенсация по IHocTI I > устраняет просачивание на фотоприемники
ФГ1, и ФП основной гармоники, сдвинутой на
90 относительно опорного напряжения, и тем самым уменьшает величину остаточного сигнала. Функционирование компенсации фазового сдвига контура выравнивания возможно только по основной гармонике. Поток же из5 лучения, падающий на приемники ФП1 и ФГ12, может содержать более высокие гармоники.
Подавление высших гармоник в потоке излучения производится избирательным каскадом усилителя У.
10 При смещении шторки Ш из нулевого положения на фотоприемнике ФПа появляется сигнал, образованный разностью перераспределенных шторкой потоков излучателей HI и Н>. Введение корректировки формы и фазы
15 напряжения, а следовательно, тока возбуждения излучателя Н> соответственно избирательным каскадом усилителя У и контуром
R«, С«преследует цель — уменьшение нелинейных искажений выходного сигнала и ста20 тической ошибки схемы выравнивания.
Предмет изобретения
Фотоэлектрический датчик перемещений, 25 содержащий последовательно расположенные полупроводниковые излучатели, шторку, рабочий фотоприемник, подключенный через gCцепочку к выходу датчика, управляющий фотоприемник, подключенный через RC-цепочку
30 ко входу усилителя рассогласования, и выходной трансформатор, первичная обмотка которого подключена к выходу усилителя рассогласования, а вторичная обмотка через резисторы соединена с катодами излучателей, 35 от гичагои4ийся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в нем дополнительно установлен модулирующий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику переменного напряжения, 40 а вторигная обмотка через резисторы подключена к 1<ятодям полупроводниковых излучятечоЙ
