Фотоэлектрический преобразователь "перемещение-фаза

 

г

0 П И C А Н И Е „„ИЬВзь

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Саеетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 28Л1,77 (21) 2551289/25-28 (SI)M. Кл.

6 Ol В 19/00

G 08 С 9/Об с присоединением заявки М9юудзраавюай кем«тат

CJOY. Ne дева «забрвте««й

««1«рот«« (2Ç)Приоритет

Опубликовано 15.02.80. Бюллетень М 6 (53) УДК

53 087.92 (088.8) Дата опубликования описания 15.02.80 (72) Автори изобретения

В, В. Титов, А. М. Кочетков и А. П. Швед (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ * ПЕРЕМЕШЕНИŠ— ФАЗА"

Изобретение относится к контрольно-изме-.рительной технике и приборостроению и может быть использовано в системах автоматического управления.

Наиболее близким по технической сущности н предложенному изобретению является фото» электрический преобразователь "перемещенйефаза", содержащий последовательно установленные диодный источник света, коллимацнон. ную .линзу, подвижной и неподвижный растры, четыре фотоприемника, сдвинутые один отно. сительно другого на шага растра,два дифференциальных усилителя, две RC-цепочки обратной полярности и генератор опорной частоты (1).

Недостатком известного устройства являются его невысокие. чувствительность и дискретность преобразования.

Цель изобретения — повышение чуствительности и дискретности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь "перемещение-фаза" снабжен источником постоянного напряжения, подключенным к диодному источнику света, сумма2 тором, подключенным к выходам дифференциальных усилителей, и четырьмя умножителями, первый из которых своими входами подключен к выходам дифференциальных усилителей, второй — к выходам сумматора, а третий и четвертый первыми входами соединены соответственно с выходами первого и второго умножителя, вторыми входами соединены с генератором опорной частоты, а выходами — с входами двух RC-цепочек.

На чертеже схематично представлен предложенный преобразователь, Преобразователь содержит источник 1 постоянного напряжения, диодный источнйк 2 света, коллимационную линзу 3, подвижной растр 4, неподвижный растр 5, четыре фотоприемника

6 — 9, два дифференциальных усилителя 10 и

11, сумматор 12, четыре умножителя 13 — 16, генератор 17 опорной частоты, две RC-цепочки, состоящие из резисторов 18 и 19 и конденсаторов 20 и 21.

Преобразователь рабогает следующим образом.

j.Üîäíûé источник 2 светя, запитываемый постоянным напряжением от источника 1 постоянного напряжения, излучает световой поток Фо, который коллимируется линзой, 3 и, пройдя растровые сопряжения 4 и 5, попадает на фотоприемники 6 — 9, в которых возбуждаются фототоки 1,, 1, l,, 14 соот. ветственно, причем

I„= ЬФС,9Am Bible)i

=5Ф ()+усове);

I = БФ (1-мМи 9);

1 = 5Ф (4- N co5&)ю

0„= 2К Ф„B)n(9+ -)COS (В+ — ) = (Я), к2ФОСОВ 26

Выходные сигналы с умножителей 13 и 14 подаются соответственно на первые входы умножителей 15 и 16, на вторые входы которых подается сигнал опорной частоты UosIï(àÔ. с генератора 17 опорной частоты, в результате чего на выходе умножителей 15 и 16 соответственно имеем: ()О "1т® "" 29

U =0 Ыи еФ, оВЯВ. (б) где S — интегральная чувствительность фото. приемников 6 — 9;

m — глубина модуляции растрового сопря. жения; — величина перемещения подвижного растра и относительно неподвижного растра 5.

Так как выходы фотоприемников попарно противофазно подключены к входам дифференциальных усилителей 10 и 11, то сигналы на выходе дифференциальных усилителей 10 и 11 соответственно равны

" =" (1- 3 () а-- 1 (2- +), (2) где Кг — коэффициент усиления дифференг;ийгьньгх усилителей 10 и 11.

С учетом формулы (1) имеем: !

U1 - К2ФОБ!ив

u2= К,фо сов в, (3} где Я = 2М К,15 — коэффициент пропорциональности .

Сигналы U> и Uz подаются на входы сумматора-вычитателя 12 и входы первого умномгтеля 13.

В сумматоре происходят сложение и вычитание сигналов U> и U>, и результате чего на его выходах имеем сигналы

0 =К Ф .5jjtnl В

=К Ф coS (S+ — ) г (4)

4 g.o )! которые подаются на выходы второго умножителч 14.

На выходе умножител:ей 13 и 14 в результате перемножения сигналов U> и U>, Оз и

04 соответственно получают два сигнала: () = К Ф,яи созе=К ф,Чи2

Так как фазосдвигающиеся RC-цепочки выбраны из условия aRC=1, то выходной сигнал со средней точки RC-цепочки, со2О стоящей иэ резистора 18 и конденсатора 20, равен

О =U сОБ (uut-29) . и RC-цепочки, состоящей из конденсатора 21 и резистора 19, О„= иосо5 (ЩЖ2В/ (8) В результате разность фаз сигналов U> .и

Иге, снимаемых со средних точек двух

RC-цепочек, пропорциональна учетверенному перемещению, что эквивалентно увеличению числа штрихов на растрах 4 и 5 в четыре раза. В результате повышаются чувствитель ность и дискретность преобразования.

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь "переме- щение-фаза", содержащий последовательно установленные диодный источник света, коллимационную линзу, подвижной и неподвижный растры, четыре фотоприемника, сдвинутые один относительно другого на шага.растра,, два дифференциальных усилителя, две RC-цепочки обратной полярности и генератор опорной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и дискретности преобразователя, он снабжен источником постоянного напряжения, подключенным к диодному источнлку света, с 7мматором, подключенным к выходам лифференциальных усилителей, и четырьмя умножителями, первый из которых своими входами подключен к выходам дифференциальных ! усилителей, второй — к выходам сумматора, а третий и четвертый первыми входами сое715935

//

/// р

Составитель Г. Савицкий

Техред g,мужик

Корректор Я. Веселовская

Редактор А. Семенова

Тираж 801

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Заказ 9512/38

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 .I динен соответственно с выходами первого и второго умножителей, вторыми входами соединены с генератором опорной частоты, а выходами — с входами двух RC-цепочек, 6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н" 334473 кл.. G 08 С 9/00, 1969 (прототип).