Фотоэлектрический преобразователь «угол — фаза»

 

к в

395884

ОПИС

ИЗОБРЕТЕН И

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ

Зависимое от явг. свидетельства ¹

Заявлено 28.Х1!.1970 (¹ 1608637/18-24) 1. Кл. G 08с 9/06 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР во делам изобретений и открытий

Приоритет

Опубликовано 28Х!!!.1973. Бюллетень Л

Дата опубликования описания 8.1.1974

ДК 531.74:531.14 (088.8) Авторы изобретения

А. В. Егоров, В. И. Князятов и Л. В. Михайлов

Заявитель

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

«УГОЛ вЂ” ФАЗА»

Устройство относится к дискретным системам автоматического контроля и регулирования.

Известен фотоэлектрический преобразователь «угол — фаза», содержащий последовательно расположснныс источник света, объектив, осветитель, измерительный и индикаторный рястровыс лиски и фотоприемники, рясноложснныс радиально на диске.

I1ði ëëàã3ñìoå устройство отличается тем, что в нем фотоприемники размещены по четырем группам, причем первая и третья группы фотоприемников сдвинуты по окружности ня, „шага растра относительно второй и четвертой групп фотоприемников, а первая и вторая группы фотоприемников сдвинуты пя 1/, шага растра относительно третьей и четвертой групп фотоприемников, в индикаторном диске растровые штрихи сдвинуты на /i. шага растра и в измерительном диске— ня 1, шага растра. 1 якое выполнение устройства позволило 00высить точность его работы.

1Ia чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит измерительный растровый диск 1, вал 2 индикаторный растровый диск 8 с четырьмя зонами растров 4, объектив 5, источник 6 света, осветитель 7, четыре группы 8, 9, 10 и 11 фотоприемников.

Измерительный растровый диск 1 жестко связан с валом 2, угол поворота которого необходимо измерить. Неподвижный индикаторный растровый диск 8 имеет четыре зоны индикатор lbix растров 4. Осветитель 7 состоит из кольца с Â11 трсннсй конической отражающей поверхностью и размещенного в нем малого конуса с наружной отражающей поверхностью.

10 Отражаюцшс конуса расположены соосно с объективом 5. Осветитель даст параллельный пучок света и полностью засвечивает всю рабочую область растров, в которой располагаются шестнадцать фотопрпсмниксв, сгруп15 пированпых в четыре группы 8, 9, 10 и 11.

Каждая группа состоит из четырех фотоприемников. В качестве фотоприемников использовапы плоские кремниевые солнечные батареи, обладающие линейной характеристи20 кой. Габариты рабочих площадок фотоприемников позволяют проектировать на них полностью всю зону сопряжения растров с помощью параллельного пучка света и искл очают применение дополнительных фоку сиру25 ющнх оптических элементов.

Обтюраторпсс звено в предлагаемом преобразователе формирует выходную функцию по синусоидальному закону вместо треугольной за счет исключения высших гармонических

30 составляющих. Гармонический анализ тре395884 угольных функций показывает, что сложение двух одинаковых функций, сдвинутых по фазе на /„шага, дает возможность исключить гармоническую составляющую 3-ro порядка, сдвиг на /,0 шага --- составляющую 5-го порядка, сдвиг на /,. шага — составляющую

7-го порядка, сдвиг на /» шага — состав.чяюущую 9-го порядка и т. д. Подобным образом MQAcHQ HcK lfQ IHTb любое необходимое количество высших гармонических составляюгцих, все более приближая выходную функцию к синусоидальному закону. Для преобразоватслеп фазовых систем программного управления достаточно исключить гармонические составляющие, кратныс трем, пяти, семи и девяти, т. к. фазовая погрешность, вызванная более высокими гармоническими составляющими, одиннадцатью, тринадцатью, семнадцатью и т. д. незначительна и практически не влияет па разрешающую способность преобразователей. В предлагаемом преобразователе cëîæåíèñ подобных функций осугцествляется путем суммирования электрических сигналов, получаемых с соответствующих фотоприемников.

Размеры растровых штрихов измерительного диска для исключения гармонических составляющих 9-го порядка, должны удовЮ летворять нсобходимому условию a,— b,= — -, 18 где W — шаг растра.

В индикаторном диске для исключения гармонической составляющей 3-го порядка первая зона штрихов относительно второй зоны и третья зона относительно четвертой зоны смешены на W/6. Для исключения гармонической составляющей 5-го порядка первая и вторая зоны совместно смещены относительно третьсй и четвертой зон на W/10.

Для исключения гармонической составляющей 7-го порядка штрихи индикаторного диска имеют впутришаговый сдвиг, при этом должно

1Г выполняться необходимое условие а — b =—

5 " 14

Для получения четырехфазной характеристики группы штрихов в каждой зоне имеют сдвиг на В /4.

При вращении вала 2 преобразователя па1р раллельный световой пучок осветителя 7, модулируемый измерительным растровым диском 1, попадает на фотоприемники и вызывает измерение фототоков. Электрические сигналы фотоприемников с каждой из четырех

15 групп 8, 9, 10 и 11 соответственно складываются, в результате на выходе преобразователя образуется четырехфазный сигнал, амплитуда которого пропорциональна синусу угла поворота вала. гр

Предмет изобретения

Фотоэлектрический преобразователь «угол— фаза», содержащий последовательно расположенные источник света, объектив, освети25 тель, измерительный и индикаторный растровые диски и фотоприемники, расположенные радиально на диске, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в работе устройства, фотоприемники размещены по че30 тырем группам, причем, первая и третья группы фотоприемников сдвинуты по окружности на >/6 шага растра относительно второй и четвертой групп фотоприемников, а первая и вторая группы фотоприемников сдвинуты на

35 /jo шага растра относительно третьей и четвертой групп фотоприемников, в индикаторном диске растровые штрихи сдвинуты на /, шага растра и в измерительном диске— на /» шага растра.

395884

Составитель В. Рыгалин

Текред 3. Тараненко

Редактор А. Морозова

Корректор М. Лейзерман

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3517 14 Изд. ¹ 935 Тираж 602 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4!5