Фотоэлектрический преобразователь положение-фаза

 

Союз Советских

Социалистииеских

Ресяу6пик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИДЬСТВУ (k 4) 4511 17

61)Зависимое от авт. свид-ва (22) Заявлено 26.01»73 (21) 1881986/18-24 с присоединением заявки №

32) ПриоритетОпубликовано 25.11.74.Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 18.О6.75 (51) М. gz. (08с 9/06

Гасударстаенньв комитет

Совета Министров СССР аа делам изобретений н аткрмтнй! (53) УДЫ 621.383 (088.8) (72) Авторы изобретения В. В. Драгонер, М. А. Габидулин, В. В. Макаров и Г. А. Габидулина фала% Ла Э (71) Заявитель Московский институт радиотехники, электроники и автоматик

t (54) ФОТО ЛЕКТРИЧЕСКИИ ПРЕОБРАЗСВАТЕЛЬ ПОЛОЖЕНИŠ— ФАЗА

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть применено в качестве датчика обратной связи в фазовых системах программного управления станками, а также в преобразователях угловых и линейных перемешений в код.

Известны фотоэлектрические преобразователи положение-фаза, содержашие генератор импульсов, источник опорного напряжения, подключенный через соответствую шие схемы сравнения ко входам усилителей, другие входы которых подключены к выходу генератора несушей частоты, авыходы — к первым входам систем управления источниками света, связанным через оптическую систему с фотоприемниками.

Белью изобретения является повышение точности и надежности работы преобразова теля„

Это достигается тем, что в него введены последовательно соединенные схемы сравнения, усилители и схемы управления источниками света, а также амплитудные детекторы, ключи, дифференциальные схемы! и фазосдвигаюшие цепи, причем генератор импульсов подключен ко вторым входам схем управления источниками света и к первым входам ключей, соединенных с амплитудными детекторами.

На фиг 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства„ на фиг.

2 - временные диаграммы его работы.

Выходы генератора импульсов 1 под10 ключены ко вторым входам схем управления источниками света 2, к первым входам которых подключены выходы усилителей 3. Одни входы усилителей 3 соединены с выходами соответствуюших схем срав15 пения 4, а другие — с выходом генератора несушей частоты 5. К первым входам схем. сравнения 4 подключен выход источ« ника опорного напряжения 6, а ко вторым их входам - выходы амплитудных детекто20 ров 7, входы котороых соединены с выхо:дами ключей 8.

Первые входы ключей 8 соединены с выходами генератора импульсов 1 и спервыми входами других ключей 9. Вторые ха: входы ключей 8 и 9 соединены соответст.

451117 венно с первыми 10 и втс>рыми 11 фото1 . приемниками. Выходы клеочей 9 через амплитудные детекторы 12 попарно подключены к дифференциальным схемам 13, подключенным к двум фазосдвигаюецим цепям 14. Фотоприемники 10 и 11 через оптическую систему, состояшую из линз

1 5 и полупрозрачных пластин 16, оптически связанны с источниками света 17.

Индикаторные растры 18 и измерительные растры 19 расположены между линзой

15 н полупрозрачными пластинами 16.

Преобразователь работает следуюшим образом.

С вых»да генератора не»ушей частоты

5 снимается синусоидальпое напряжение, к»т»1э»е поступает на входы усилителей 3.:

С выход»в этих усилителей снимаются нацряжеиия Ц 5 .

U „=,;u„„Since где е.=1,2,3,4; с,) — круговая частота; — время; „„ — коэффициент усиления у иличеля А я„(g)=>> (>»> в»>(ц, (->)1}

$, ет15 - средняи составляюецая и индекс модуляции функции пропускания, где

11аееряжения 0 „по<этуиакэт иа вь)ходы схем управления ист»чпикамп света 2, на другие входы которых поступают импульсы (11е четырехфазного генератора импульсов 1.

11ачки импульсов 0,„(см, фиг, 2) ча2Х стоты,, много большей частоты н суецих колебаний, сдвинуты одно отноТ сительно другсэго на — . В результате.

1 амплитудно-импульсн»й мс>дуляиии токов, протекаюших через и:. еочинк свею 17, в ,схемах управления источниками света 17

:излучают световые импульсы .

Световые импульсы, пройдя через по, лупрозрачные пластины 16, и;эмерительцый 1 9 и иеедикаеорне>ей 1 8 pBcTpl>.> е1ин» зу 15, попадают на входной зрачок фотоприемника 1.1. С выхода фотоприемника

11 на входы ключей 9 поступает напряжение 0 1 j (см. фиг. 2).

Измерительный 19 и индикаторный 18 растры образуют муаровые сопряжения, функции пропускания которых имеют вид

e= — X или 8= 9)

2. Т 2 Л

9 03 д,се) — линейный или угловой шаг растрсьсп — линейное или угловое положение

) измерительного растра.

Ключи 9, управляемые генератором им-пульсов 1, подключают фотоприемник 11 поочередно ко входам амплитудных детект< ров 12. С выходов амплитудных детекторов 12 на входы дифференциальных схем

13 подаются переменные составляющие ое и баюших импульсов фотоприемников Оф

З дифференциальных схемах 13 осушествляется попарно вычитание напряжений

9((+2) 15

С выходов дифференциальных схем 13

20 снимаются сигналы вида ф .. Выходные напряжения дифференциальных схем 13 поступают на входы фазосдвигаюших цепей 14 с выходов которых снимаются напряжения

25 0 и ОС„(фиг 2) °

Разность фазовых сдвигов напряжений и U пропорциональна 28 и, сле йС

30 довательно, Х или f

Поскольку в описанном преобразователе используется один фотоприемник 1 1, то из менения его параметров не влияют иа точность работы преобразователя, Для уменьшения влияния неодииак»вости источников света 1 7 на точность работьi преобразователя в нем осунеествляется ав.

40 топодстройка, именэщая целькэ выравнять переменные составляющие огибаюших световых потоков источников свепа 17„Световые потоки источников света 17, п1>ойд> через полупрозрачные пластины 16 и лин

45 зу 15, попадают на фотоприемник 10, С выходов фотоприемника 10 импульсы поступают через попеременно открываюшиеси ключи 8, управляемые генератором импуле> сов, и амплитудные детекторы 7 на еэходы соответствующих схем сравнения 4, н» вторые входы которых поступает опорное напряжение U 0 .

С выходов ем сравнения 4 снимаются напряжения Ug(, управляюшие коэффипиен-55 н тами усиления усилителей 3 так, чтобы Bbl.равнять амплитуды световых поток>в каждого из источников света 17, 481117!

О пям.

Предмет изобретения

ГО 1(Фотоэлектрический преобразователь по.ложение — фаза, содержащий измерительный и индикаторный растры, генератор импульсов, источник опорного напряжения, подключенный через соответствующие схемы сравнения ко входам усилителей, другие входы которых подключены к выходу генератора несущей частоты, а выходы— к первым входам схем управления источниками света, связанных через оптическую систему с фотоприемниками, о т и и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности н надежности работы, в него дополнительно введены последовательно соединенные схемы сравнения, усилители и

% схемы управления источниками света, а также амплитудные детекторы, ключи, дифференциальные осемы и фазосдвигающие цепи, причем генератор импульсов подключен ко вторым входам схем управления источниками света и к первым входам ключей, соединенных с амплитудными детекторами, вторые входы одних ключей соединены с первым фотоприемником, а выходы амплитудных детекторов подключены ко вторым входам схем сравнения, второй фотоприемник подключен K0 BTopblM входам других ключей, соединенных с другими амплитуднь чи детекторами, выходы которых попарно подключены к дифференциальным схемам, подключенным к двум фазосдвигаюшим пе45111>! j,Æ>((>j ОН»»>(» (.(> (а НН ((.I i! c>ËIIÊIО!> !, !(.лр(..(j! .„,,-,,(i .j.I ШННУI

;» >(..> .(l>(>j>p(.I(l(>j, (). ((>! !»(((Ф!!зi М ",jlj. Н(>а». (!,> ..!!(> !(>ИСНиЕ

Illllll !ill! .>() ..>((р> II>(:НН(((»(»:.Н((:III I,(» i>ãi> ИННН Ij>(>ii (.>, .(.!>

Ii(.:»,(> II.«;(>(.. Г> НН>> Ii (II(j>LII >Й (>!(с->((>а, ! !!(:! >. l;iУН>(>, (>i II«O., 4

I ll ilIl:II»> Н. (! !Н i(>Н(;, М >, >:н:>, .>!I, !>. )> Н.>Н(»> I> III Н(>(>., !