Способ преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал

 

111) 50689l

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

1 1 г (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.03.73 (21) 1895245/18-24 (5I) М. Кл. - G 08C 9,06 с присоединением заявки М

Госуда рственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.76. Бюллетень М 10 (53) УДК 53.087.92(088.81 ло делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 06.05.76 (72) Автор и 3 о о р е т е! 1 и я

А. А. Гаврилкин (71 ) 3 с! 1»31lTC,11> (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ВЕЛИЧИН В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ

Изобретение от»ос»1ся к 11втомат11ке if измерительной технике и может быть использовано для преобразования в электрический сигнал неэлсктрических вел»чи» многокапа»>ными дифференциальными преобразователями в устройствах наведения и определсния пространственного положения визируемых объекто в, фото метр ах, спектрофо гометр ах, фотоэлек" ричсских коорди в других устройствах с использованием электромагнитного излучения широкого спектрального диапазона.

Известны способы преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал путем облучения многоканальных дифференциа If fff fx измерительных преобразователей приемниками модулированными готоками электромагнитного излучения, в которые для устранения погрешностей нуля и чувствительности преобра",oâàff èÿ, обусловленных неидентичностью параметров каналов преобразователей из-за температур юго и ьременного дрейфа параметров пх элеме»тов, вводятся дополнитель»ые эта lопные cill íàëû лучистой энергии, для облучения приемников всех каналов одновременно с регистрируемыми полезными сигналами.

Для повышения точности преобразования неэлектрических величин в электрический cnrIf fë многоканальными дифференциальным:l измерительнь1ми преобразователями с использованием электромагнитного излучения широкого спектрального диапазона предлагается потоки излучения источников каждого канала разделять»а две части, одной частью потоков облучать один оощий для всех каналов приемник излучения и выделять разностный сигнал рассогласования, которым выравнивать параметры потоков излучения каждого кана10 ла, а другой частью потоков облучать измерительный преобразователь, регистрировать их вторым приемником и выделять разностный сигнал рассогласования. Это позволяет устранять аддитивную и мультипликатпвную IIQ15 грешностп преобразования, т. е. погрешности нуля и чувствительност» дифференциальных преобразователей.

На фиг. 1 приведена обобщенная функци20 ональная схема двухканального дифференциального преобразователя для осуществления описываемого способа; на фиг. 2 — фотоэлектрический микроскоп для наведения на штриховую метку.

25 Двухканальный дифференциальный преобразователь содержит автономные источники электромагнитного излучения 1 и 2 с внутренней или внешней модуляцией их потоков, приемники излучеH»ÿ 3 и 4, измерительный

30 преобра "îâàòåëü 5, на который воздействует

506891

Г15 измеряемая величина х, блоки обработки сигналов 6 и 7.

Фотоэлектрически1! л!Икраскац дл!1 назедсния на штриховую метку содержит маску 8 с двумя прямоугольными диафрагмами 9 и 10, коллектив 11, источники -вета 12 и 13, конденсаторы 14 и 15, полупрозрач ioe (светоделительное) зеркало 16, объективы 17, 18 и 19, фотоприемники 20 и 21, объект 22 со штриховой меткой 23, управляемые генераторы 24 и

25 модулированного напрюкен11я Тока) для питания источников света 12 и 13 и блоки обработки сигналов 26, 27 и 28.

Сущность способа преобразования пеэлсктрических величин заключается в том, что измерительный преобразователь 5 неэлектрической величины х облучается двумя мод, лирозанными готокаыи электромагнитного излучения от IicTOHHIIKOB 1 и 2. Указанные по1оки отличаются частогой модуляции или противоположны по фазе, т. е. их информативные параметры могут !выть выделены в сигнале приемника излучения, одновременно регистрирующего дза указанных потока, До узла измерительного преобразованиЯ потоки из.l чения в каждом кана.те разделяют на две части и одной из них облучают приемник 3— общий для двух каналов. Блок обработки сигналов 6 выделяет и сравнивает информативные параметры потоков излучения в curHàëaõ приемника 3, а их разно=тный сигнал рассогласования исг1ользуется для выравниванияя в двух Ka(aà!ах параметров их TIQTQKQB излучения — глубины модуляции и lil. òåíñnâно< ти путем воздейст!!1!я на источники излучения 1 и 2. Другой часть!о погокоз облучают измерительный преобразователь 5, После преобразования потоков преоаразуемой величиной х Они регистрир ются также одним об щим для всех каналов приемникам 4. Блок обработки сигнала в 7 определяет состнон1ение информати зных параметров потоков каждого канала — их разность и сумму и использует их для оценки измеряемой величины и стабилизации чувстзительност:.i измерительного преобразования путем изменения параметров потоков излу.-;е1к1я источников 1 и 2.

Этим устраняется влияние временной и температурной нестабильности параметров приемника 4 и блока обработки сигналов 7 на чувствительность преобразования, а выравнивание !нформативных параметроз потоков, облучающ:!х измерительный преобразователь, и регистрация этих потоков, после преобразования одним приемникам, обеспечивает стабильность нуля преобразовании.

Работа фотоэлектрического микроскопа для наведения на штриховую метку, реализующего способ, состоит в следующем. Источники света 12 и 13, подкл1оченные к управляемым генераторам пита!ащего напряжения (тока), с помощью конденсаторов 14 и 15 освещают прямоугольные диафрагмы 9 и 10 маски 8 модулированными по аыплиту0

15

2О

23 зз

4О

4.) с

55 и противафазными сзсTQBBDIII потоK lan!è, кс!к 110казана Ha (111!г. 2

Изсбрая(ение этих диафрагi! ооьсктивоы 17, коллективом 11 и светоделительпым зеркалом

16 проецируется на фотоприемник 20, а объективом 18 — в плоскость объекта (шкалы)

22 со штриховой меткой 23. Объектив 19 проецирует выходной зрачок микроскопа в ила=кость фотоприемника 21. Соз»ecтиое изо;рая(е!!ие диафрагмы маски и визируемой штр11ховой метки (см. фиг. 2 б) образует узел двухканального измерительного преобразо11ателя, где преобразуемая величина — рассовмещение оси визнруемой штриховой метки относительно оси наведения фотоэлектрического микроскопа — оси симметрии диафрагм маски определяется соотношением cnpToBI>IK патаKoin, проходящих ерез зазоры г и дд1!афрагм, маскированных изображением штриховой метки 23.

Стабильность нуля преобразования, т. е. стабильность фотаметрической оси наведения фатоэлектричсска! О xllIKpocкапа до "THÃacTcII выраз; Hnanliei! и дз;х его каналах световых потоков, облучаю!цих узел его измерительного греобразозания, с г;омошью замкнутого контура авто!!гти еского регулирования, который содержит сзетодел;пе1ьный элемент —иалупрозрачна= зеркало 16, оаъектиз 17, фотоприемник 20, блок ооработки сигналоз 26

ll управляемые генераторы 24 и 25 модулированного н1п aioiuего напряжения (тока) источиl!Kon света 12 и 13.

По Ii «ponða iíîc зеркало 16 делит на две >a,".T1l з 11рапорц1!Она !ь1!Ом о гl!Ошснии световые потоки, и ири рассогласования величин потоков Ф! и Ф. (см. фиг. 2а), регистрируемых одним фотоприемником 20, блок 26 выделяет разно тный сигнал его фототоков; этот сип1ал как управляющий поступает на регистрирующие входы генераторов 24 и 25 и изменяет ампл1п уды Нх выходных импульсов тяк, чтобы были равны световы"- потоки <1з! и

Ф:. Этим выравниваются и световые потоки, облучающие *узсг! измерительного преобразования. После преооразования световые потоки двух каналов регистрируются также одним фотоприемником 21, а величина и знак разпостного сигнала его выходных фототокоз и 1 (см. фиг. 2в) определяет величину и направление смещения аси визируеыой штриховой метки относительно оси наведения фотоэлектрического микроскопа. Разностный сигнал рассогласования фотoToKOB II и I> выделяется и индицируетс1! блоком 27. 1(роме того, блоки 27;i 28 выделяют суммарный сигнал !!+12, запом11 ца!От его и сравнивают с опорным (установленным) уровнем и сигналом рас.агласозания, через генераторы 24 и 25 уиразлгиат зел1!чиной световых потоков источников 12 и 13, «е» стаоилизируется чувствительность преобразоза1гия всего устройства в целом при изменении параметров источников и измерительного устройства блока 27.

506891

Лналогично может быть реализован способ и двух- и Tpex«oopäèíàòíûõ фотоэлектрических координаторах.

Формула изобретения

Способ преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал путем облучения многоканальных дифференциальных измерительных преооразователей с приемниками модулированными потоками электромагн ит,: ого излучения, о т л и ч à lo гц и и с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, потоки излучения источников каждого кан".ë à 1р а з3д е ляют на две части, одной частью потоков всех каналов облучают один

5 приемник и выделяют разностный сигнал рассогласоваHèÿ, которым выравнивают параметры потоков излучения каждого канала,. другой частью потоков облучают измерительный преобразователь, реги=трируют их вто10 рым приемником и выделяют разностный сигнал рассогласования.

Редактор Л. Тюрина

Составитель В. Рыгалин

Твхред Т. Писакина

Корректор Е. Рожкова

Заказ 988 5 Изд. № 1185 Тираж 830 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, а1осква, М(-35, Раугдская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова. 2