Устройство для преобразования координат объектов

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ » 506881

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 369593 (22) Заявлено 09.04.74 (21) 2013663/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.03.76. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 22.12.76 (51) М. Кл е б 06К11/00

Государстееннь и комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 681.327.12 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Бруякин, Ю. Ф, Сульженко и О. А. Хайнацкий

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени завод «Арсенал» имени В. И. Ленина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

КООРДИНАТ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к фотоэлектрическим сканирующим преобразователям и может быть использовано в автоматике и измерительной технике для определения координат объектов или при слежении за ними.

Известно устройство для преобразования координат объектов, защищенное основным авт. св. 369593. Однако оно имеет ограниченную точность преобразования и сложную схему, обусловленную необходимостью формирования короткого опорного импульса из синусоиды сканирующего напряжения.

Описываемое устройство является развитием известного, защищенного основным авт. св. 369593, и отличается тем, что в нем блок формирова|ния выходных сипналов содержит инвертор, вход которого подключен к выходу усилителя — формирователя, и фазосдвигающий узел, вход которого соединен с выходом источника сканирующего напряжения, а выход — с первичной обмоткой трансформатора двухполупериодного тирпсторного выпрямителя, управляющие электроды тиристоров которого подключены соответственно ко входу и выходу инвертора.

Это повышает точность преобразования и упрощает конструкцию устройства.

На фиг 1 приведена схема описываемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Светооптическая часть имеет лампу 1, оп2 тическую систему 2 и щель 3. Светооптическая часть устройства может перемещаться вдоль сканистора 4.

Согласованным положением оптического штриха относительно сканистора считается такое положение, при котором оптический штрих попадает на участок сканистора, где делительная шина имеет постоянный потенциал, равный потенциалу точки а.

1о Делительная шина сканистора подключена к источнику постоянного напряжения смещения 5 и через резисторы б делителя и нагрузочное сопротивление 7 — к дифференцирующему усилителю — формирователю 8, а фоточувствительная шина — к выходу генератора 9 синусоидального развертывающего напряжения. Выход усилителя — формирователя 8 соединен с бло ком формирователя выходных .сигналов 10, состоящим из фазо20 сдвигающего узла 11, инвертора 12 и двухполупериодного тиристорного фазочувствительного выпрямителя 13, выполненного на тиристорах 14 и 15. Опорное синусоидальное напряжение подается на вход трансформато25 ра 16 выпрямителя 13 с выхода генератора 9 через фазосдвигающий узел 11 (р=90 ).

Луч света от лампы 1 через оптическую систему 2 освещает щель 3, изображение которой оптической системой проецируется на з0 фоточувствительную шину сканистора. В результате сложения синусоидального разверТ 3

Т

4 4

U„,() cos tdt — )сов(в1+

Т

gU

Т

-, я)ж)=О (1)

При смещении светового штриха относительно точки а (например, вправо) импульсы на выходе усилителя-формирователя

8 смещаются по оси времени во взаимно противоположных направлениях, причем между временным сдвигом Л1 и смещением Лх оптического штриха существует следующая зависимость тывающего напряжения и распределенного вдоль делительной шины напряжения смещения U„, . (U,„= 2U, где U„, — амплитуда синусоидального развертывающего напряжения) образуется граница нулевого потенциала, которая под действием развертывающего напряжения перемещается вдоль всего сканистора.

Таким образом, за период Т (см. фиг. 2a) производится опрос сканистора. В момент времени 1„, когда граница нулевого потенциала проходит участок сканистора, на который спроецировано изображение оптического штриха Х, величина тока, протекающего через нагрузочное сопротивление 7, возрастает пропорционально освещенности штриха. Сигнал, возникающий на нагрузочном резисторе 7, подается на дифференцирующий усилитель-формирователь 8, где формируется короткий импульс в момент времени t

Импульсные сигналы положительной и отрицательной полярности с выхода усилителяформирователя 8 поступают в противофазе на управляющие электроды тиристоров 14 и 15, вследствие чего импульс «1» положительной полярности, образованный при перемещении границы нулевого потенциала вдоль сканистора в направлении «аб» (см. фиг. 2б), поступает на управляющий электрод тиристора 14, а импульс «2» отрицательной полярности, образованный при перемещении нулевого IIQтенциала в направлении «ба», поступает через инвертор 12 на управляющий электрод тиристора 15. При совмещении оптического штриха с точкой а сканистора 4 импульсы на выходе усилителя-формирователя 8 следуют друг за другом через равные интервалы времени — (см. фиг. 2б). В этом случае тирит

2 стор 14 открывается в момент прихода импульса «1» (см. фиг. 2в), а тиристор 15— в момент прихода импульса «2» (см. фиг.2г).

Так как сигналы с выходов тиристоров 14 и

15 вычитаются, то сигнал на выходе интегрирующей RC-цепочки, состоящей из блоков 17 н 18, равен

506881

Лх (2) где К вЂ” коэффициент, определяющий смещение точки нулевого потенциала под действием развертывающего напряжения.

Так как М1 = А1 (см. фиг. 2д), то для определения величины выходного сигнала, обусловленного смещением оптического штриха на величину Ьх, подставим в уравнение (1) пределы, определяемые выражением (2) и временными диаграммами, показанными на фиг. 2е, ж.

4 4

U (J coscotdt — (cos(cot +

4t т — — Qt

ЛУ=

20 (3) -4-я) сИ) =

Из выражения (3) видно, что при смещении оптического штриха относительно точки а сканистора выходной сигнал линейно зависит от измеряемого перемещения вдоль все. го сканистора. Следует отметить, что наличие интегрирующих RC-цепочек благоприятно сказывается на отношении сигнал/шум сканистора, что позволяет повысить точность преобразования.

Таким образом, описываемое устройство немеет высокую линейность выходного,сигнала устройства вдоль всей длины сканистора, что позволяет повысить точность преобразо35 вания, и не имеет опорного канала в схеме выделения полезного сигнала, что упрощает его схему. Возможность получения сигнала большой мощности непосредственно на выхо де схемы выделения полезного сигнала поз40 воляет применять описываемое устройство для управления силовыми исполнительными элементами следящих систем (например, двигателями), что позволяет упростить элект ронную схему следящих систем.

Формула изобретения

Устройство для преобразования координат объектов по авт. св. 369593, отличающее50 ея тем, что, с целью повышения точности преобразования и упрощения устройства, в нем блок формирования выходных сигналов содержит инвертор, вход которого подключен к выходу усилителя — формирователя, 55 и фазосдвигающий узел, вход которого соединен с выходом источника ока н и рующего,напряжения, а выход — с первичной обмоткой трансформатора двухполупериодного тиристорного выпрямителя, управляющие электро50 ды тиристоров которого подключены соответственно ко входу и выходу инвертора.

506881

1/см

Составитель В. Киселев

Техред Т. |Колесова

Редактор Л. Ткрина

Корректор Л. Денискина

МОТ, Загорский филиал

Заказ 4907 Изд. № 1192 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5