Фотоэлектрический преобразовательперемещения b код

 

(i1 j 794652

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фоюа:,,Соытских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.02.79 (21) 2725057/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) М. Кл з

G 08С 9/06

Ioñóäàðñò8åííûé комитет

СССР ла делам изобретенО и открытий (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. В. Ветров и А. E. Козлов (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. 5

Известно устройство, содержащее координатно-чувствительный бифотоэлемент, на который проектируется прямоугольное световое пятно. Выходы фотоэлемента подключены к сопротивлениям нагрузки, с ко- )0 торыми связана схема измерения разности напряжений от фототоков (1). В таком устройстве измерение смещения производится только по одной координате и точность измерений ограничена нестабильностью пара- 15 метров фотоэлемента и излучателя.

Известен преобразователь, содержащий четырехквадрантный фотоприемник, выходы которого подключены к сопротивлениям нагрузки, и блок обработки аналоговой информации (2). Недостатком такого устройства является невысокая точность работы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является фотоэлектрический преобразователь перемещения, содержащий считывающий блок с четырьмя фо-.îïðèåìíûìè элементами, выходы которых подключены к сопротивлениям нагрузки и компараторам, и блоки суммирования токов (3). Недостаточная точность работы 30 устройства обусловлена нестабильностью коэффициентов передачи выходных сигналов фотоприемников, а также нестабильностью самих фотоприемников и источника излучения.

Целью изобретения является повышение точности работы преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий считывающий блок с четырьмя фотоприемными элементами, два из которых подключены к соответствующим входам компаратора, введены переключатель, две резисторных матрицы, два блока ключей, генератор импульсов и регистр, прямые и инверсные выходы которого через последовательно соединенные блок ключей и резисторную матрицу подключены к тем же входам компаратора и через переключатель соединены с двумя другими фотоприемными элементами, а выход компаратора подключен к одному входу регистра, другой вход которого соединен с генератором импульсов.

Структурная схема преобразователя представлена на чертеже, Преобразователь содержит считывающий блок 1 с четырьмя фотоприемными элементами а, b, с, d и теневой диафрагмой с квадратным отверстием. Две диагонально

794652 расположенные фотоприемные элементы а и с подключены непосредственно к входам компаратора 2, а два другие фотоприемные элемента b u d подключены к тем же входам компаратора 2 через переключатель 3.

Выход компаратора 2 подключен к другому входу регистра 4, прямые выходы которого через блок 5 ключей и резисторную матрицу 6 (R, 2R,..., 2 — R) подключены к одному входу компаратора 2. Инверсные выходы регистра 4 через блок 7 ключей и резисторную матрицу 8 подключены к другому входу компаратора 2. Другой вход регистра 4 соединен с выходом генератора 9 импульсов.

Преобразователь формирует код положения светового пятна относительно считывающего блока 1 сначала по одной координате (например, Х), а потом по другой координате (У). Для формирования кода положения светового пятна по координате Х переключатель 3 устанавливают в такое состояние, когда к одному входу компаратора 2 и к матрице 6 подключаются элементы а и о, а к другому входу компаратора 2 и к матрице 8 — элементы с и d. Выходные потоки элементов а и b, а также с и d попарно суммируются.

В нулевом положении светового пятна по координате Х попарно просуммированные токи 1 равны, на регистре 4 установлен код, соответствующий половине его емкости, ключи 5 и 7 подключают резисторы матриц

6 и 8 так, чтобы сопротивления нагрузки R ,на входах компаратора 2 были равны между собой с погрешностью младшего разряда. При этом выходной сигнал компаратора 2 равен нулю.

При смещении светового пятна от нулевого положения один суммарный ток увеличивается 1 = 1 + ЛУ, а другой уменьшается

1 = 1 — М. На выходе компаратора 2 появляется сигнал смещения светового пятна в определенную сторону.

Код регистра 4 под воздействием импульсов генератора 9 начинает изменяться так, чтобы включением соответствующих размеров матриц 6 и 8 скомпенсировать неравенство напряжений на входах компаратора 2.

После компенсации выполняется равенство

l, (P — М ) = l, (Я + И ), где ЛЯ вЂ” изменение сопротивления матриц

6 и 8, пропорциональное изменению Л1Ч кода регистра 4.

После преобразования этого равенства получаем пропорциональную зависимость между приращением Л1 тока, характеризующего величину ЛХ перемещения, и приращением ЛЯ сопротивления матриц

Формула изобретения рр Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий считывающий блок с четырьмя фотоприемными элементами, два из которых подключены к соответствующим входам компаратора, о тли ч а35 ю шийся тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, в него . введены переключатель, две резисторных матрицы, два блока ключей, генератор импульсов и регистр, прямые и инверсные вы40 ходы которого через последовательно соединенные блок ключей и резисторную матрицу подключены к тем же входам компаратора и через переключатель соединены с двумя другими фотоприемными элемента45 ми, а выход компаратора подключен к одному входу регистра, другой вход которого соединен с генератором импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лисейкин В. П. и др. Координатно-чувствительный бифотоэлемент. Сб. «Полупроводниковые приборы и их применение». Под ред. Я. А. Федотова, вып. 16, «Сов. радио», М., 1966, стр. 24, рис. 2.

2. Авторское свидетельство СССР № 442370, кл. G 08С 19/36, 1974.

3. Климашин В. П. и др. Фотоэлектронный датчик положения. «Оптико-механическая промышленность», М 10, 1976, стр. 38, 50 рис. 1 (прототип).

4

И = — М

1 или окончательно

ЬЖ= КЬХ, где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Таким образом, на регистре 4 устанавливается код N, соответствующий положению светового пятна относительно блока 1 по координате Х.

После передачи выходного кода регистра

4 потребителю начинается определение положения светового пятна по координате Y.

Переключатель 3 устанавливают в такое состояние, когда к одному входу компаратора 2 и к матрице 6 подключаются элементы а и d, а к другому входу компаратора 2 и к матрице 8 подключаются элементы b u с. Далее процесс измерения происходит аналогично описанному.

Точность измерения перемещения в предложенном преобразователе значительно повышается по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения, поскольку уменьшается влияние нестабильности параметров электронных блоков, фотоприемника и источника излучения.

794652

Составитель А. Смирнов

Техред А. Камышникова

Корректор 3. Тарасова

Редактор Л. Утехина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 203/14 Изд. № 150 Тираж 694 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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