Устройство для преобразованияперемещения светового пучка b код

Авторы патента:

G08C9/06 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

1 ,г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.10.79 (21) 2831321/18-24 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 230681. Бюллетень N9 23 51 М „э

G 08 С 9/06

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 325 (088.8) Дата опубликования описания 23. 06. 81

Л.И. Русин, Е.A. Кожухова, Т.С. Емельянов и Г.Н. Соколова

Государственный ордена Октябрьской Револ ии - -, ГЕ., научно-исследовательский институт редкомета промышленности (72) Авторы изобретения

" : l

I (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

СВЕТОВОГО ПУЧКА В КОД

Изобретение относится к фотоэлектрическим преобразователям с цифровым выходом, предназначенным для преобразования перемещений све-тового пучка в цифровой код, в частности к фотоэлектрическим преобразователям, содержащим однострочные передающие телевизионные системы для измерения перемещений объектов..

Известно устройство для измерения перемещений содержащее осветитель, измерительный и индикаторный растровые элементы, сканистор, генератор развертки, генератор опорных импуль-. сов, логический элемент И и измери- 15 тельный блок. Индикаторный растровый элемент выполнен в виде сканистра, и его выход соединен с одним входом логического элемента И, ко второму входу которого присоединен генератор 20 опорных импульсов, соединенный с генератором развертки. Выход генератора развертки и выход логического элемента И-присоединены к входу измерительного блока. Величина перемещения пропорциональная числу.импульсов на выходе измерительного блокаЯ, Недостаток устройства вЂ” неполное использование длины сканистора при измерении перемещений, которое 30

2 ограничивается шагом решетки измерительного растрового элемента.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фотоэлектрический преобразователь перемещений светового пучка в код, содержащий оптический блок с источником света, сканистор, контакты резистивного слоя которого соединены с источником напряжения, а контакт коллектора и один из контактов ре-. зистивного слоя соединены с последовательной цепочкой, состоящей из генератора развертки и нагрузочного резистора, счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с одним из выходов. генератора развертки, а управляющий вход вЂ” с выходом блока формирования, генератор импульсов, выход которого соединен с входом ойтического блока и входом делителя частоты, выход последнего соединен с входом синхронизации генератора развертки (2).

Недостаток известного устройства - ограниченный диапазон его функциональных возможностей (нельзя измерять размеры и интенсивность светового пучка, наблюдать его форму а также форму, размер и положение

841000 нескольких световых пучков, невозможно использовать инерционные источники света), Цель изобретения вЂ” расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для пре I образования перемещения светового пучка в код, содержащее оптический блок с источником. света, сканистор, йсточник напряжения, первый выход которого подключен к одному контакту резистивного слоя сканистора, à Вто- рой выход к другому контакту резистивного слоя сканистора и первому выходу генератора развертки, выход стартовых сигналов которого соединен с первым управляющим входом счетчика импульсов, генератор импульсов,введены регистрирующий блок, кФммутатор и дифференцирующий блок, выход которо-Щ

ro соединен с входом регистрирующего блока, счетным входом счетчика импульсов и первым входом коммутатора, выход которого соединен с вторым управляющим входом счетчика импульсов,25 выход генератора импульсов соединен с управляющим входом генератора развертки, второй выход которого соединен с первым входом дифференцирующего блока, а выход стопных сигналов соединен с вторым входом коммутатора, коллектор сканистора подключен к второму входу дифференцирующего блока.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для преобразования перемещения светового пучка в код, на фиг.2 вЂ” эпюры напряжения и тока в контрольных точках в зависимости от текущего времени t.

Устройство содержит оптический блок 1 с источником света, сканистор 40

2, источник 3 напряжения, генератор

4 импульсов, генератор 5 развертки, коммутатор б, счетчик 7 импульсов, регистрирующий блок 8, дифференцирующий блок. 9, контрольные точки 10 и

11 для контроля формы напряжений на выходах генератора 4 импульсов и генератора 5 развертки, соответственно.

Время Т„ и Т (фиг.2) соответствует моментам окончания переднего и ()

1 о заднего фронтов пилообразного (треугольного) импульса напряжения генератора 5 развертки. При напряжении Uö генератора 5 развертки напряженйе 0<> генератора 4 импульсов равно нулю (фиг.2а) . Напряжение

U< генератора 4 импульсов в контрольной точке 10 показано на фиг.26, При форме напряжения О„ генератора 5 развертки в контрольной точке

11 напряжение U 0 генератора 4 им- 66 пульсов отличается от нуля (Фиг.2в). Ток Q проходит через дифференцирующий (Злок 9 (фиг.2г) напряжение на выходе дифференцирующего блока 9 показано на фиг.2д, напряжение на регистрирующем блоке 8 вЂ” на фиг.2е, импульсы стартовых и стопных сигналов генератора 5 развертки вЂ” фиг.2э и ж.

Устройство работает следующим образом.

При немодулированном световом потоке источника света оптического блока 1 на фоточувствйтельной поверхности сканистора 2 с помощью оптического блока формируется изображение светового пучка, положение и размер которого могут быть любыми в пределах длины сканистора 2.

Нй выходе генератора 5 развертки формируется модулированный импульс развертки (фиг.2в).

В результате действия модулированного импульса напряжения развертки на сканистор 2 с включенным источником 3 напряжения в цепи дифференцирующего блока 9 протекает модулированный фототок 5Ф9 (фиг.2г),Точки

A и Б кривой тофотока (фиг.2г) соответствуют положению передней и задней границы светового пучка на поверхности сканистора 2.

При диФференцировании фототока

Зф9 выделяется серия импульсов обеих полярностей для выбранной формы модуляционного напряжения импульсов треугольной формы (фиг.2б), причем амплитуда импульсов, соответствующих положению освещенного. участка.АБ, отличается от амплитуды импульсов, соответствующих неосвещенным участ- кам.

На регистрирующем блоке 8 выделяется видеосигнал в аналоговой форме (фиг.2е), который может быть использован для наблюдения формы, положения, размера и интенсивности одного или нескольких световых пучков при юстировке устройства и контроле его работы.

Генератор 5 развертки в моменты формирования перехода от переднего к заднему фронту одного импульса развертки пилообразной (треугольной) формы (фиг.2а), и от заднего к переднему фронту последующего импульса развертки, выделяет импульсы напряжения (фиг.2ж и 2э). Импульсы на выходе стартовых сигналов генератора

5 развертки используются для запуска счетчика 7 импульсов. Остановка счетчика 7 импульсов осуществляется путем подачи на его второй управляющий вход импульса остановки счета.

В случае измерения размера иэображения светового пучка на фоточувствительной поверхности сканистора 2 (второй вход и выход коммутатора б замкнуты) импульс остановки счета (Фиг.2ж) с выхода стопных сигналов генератора 5 развертки поступает на второй управляющий вход счетчика 7 импульсов. При этом счетный вход счетчика 7 импульсов настраивают

841000 таким образом,чтобы регистрировались только импульсы с амплитудой, превышающей уровень Ит (фиг.2д) ce-. рии импульсов с выхода дифференцирующего блока 9 (настрбйку производят, например, входным аттенюатором счетчика 7 импульсов). Таким образом, после запуска счетчика 7 импульсов он регистрирует все импульсы, уровень которых больше уровня И (фиг.2д), т.е. число зарегистрированных импульсов за время длительности импульса развертки пропорционально размеру изображения светового пучка на поверхности сканистора,2.

В случае измерения положения иэображения светового пучка на поверхности сканистора 2 (первый вход выход коммутатора 16 замкнуты),второй управляющий вход счетчика 7 импульсов соединен со счетным входом и на оба входа поступает серия импульсов с выхода дифференцирующего блока

9 (фиг.2д) . При этом счетный вход счетчика 7 импульсов настраивают таким образом, чтобы регистрировались все импульсы с амплитудой менее уров- 5 ня Ит (фиг.2д), а второй управляющий вход счетчика 7 импульсов настраивается таким образом, чтобы воспринимались только те импульсы, амплитуда которых превышает уровень И (фиг .2д). Таким образом остановка

1. 30 счетчика 7 импульсов производится первым (или одним иэ последующих) импульсов, амплитуда которого превышает уровень M . .Так как этот импуль в зависимости от положения свет

35 тового пучка на поверхности сканистора 2 может располагаться на любом временном интервале от начала формирования импульса напряжения развертки, то число импульсов, зарегистрированных О счетчиком 7 импульсов, пропорционально положению изображения светового пучка на поверхности сканистора 2.

Измерение размера или положения нескольких световых пучков можно осу- 45 ществлять с помощью многовходового счетчика 7 импульсов. Так, например, для измерения положения двух световых

:пучков (первый вход и выход коммутатора 6 замкнуты) с началом формиро- 5й вания импульса развертки запускаютсй два счетчика, затем при выделении одного из импульсов первой серии на входе стопных сигналов счетчика, соответствующей положению первого светового пучка, останавливается первый счет, а при выделении одного из импульсов второй серии на стопном входе счетчика останавливается второй счет-. чик., Измерение размера двух световых 4() пучков (второй вход и выход коммутатора 6 замкнуты). С началом формирования импульса развертки запускается первый счетчик, который подсчитывает число импульсов первой серии„ соответствующих размеру первого светового пучка, затем первый счетчик останавливается после прекращения поступления счетных импульсов, и запускается второй счетчик, который подсчитывает число импульсов второй серии,пропорциональных размеру второго светового пучка.

Интенсивность светового пучка определяется либо по амплитуде видеоимпульса в блоке 8, либо с помощью .счетчика 7 импульсов, настроенного на измерение размера светового пучка.

При этом входной аттенюатор счетчика

7 импульсов последовательно настраивают на уровни Д. и gy регистрации импульсов. По разности Ду". И т ,определяют интенсивность светового пучка.

Таким образом предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет расширить функциональные возможности устройства для преобразования перемещения светового пучка в код ..

Формула изобретения

Устройство для преобразования перемещения светового пучка в код

1 содержащее оптический блок с источником света, сканистор, источник напряжения, первый выход которого подключен к одному контакту резистивного слоя сканистора, а второй выходвЂ” к другому контакту резистивного слоя сканистора и первому выходу генератора развертки, выход стартовых сигналов которого соединен с первым управляющим входом счетчика импульсов, генератор импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены регистрирующий блок, коммутатор и дифференцирующий блок, выход которого соединен с входом регистрирующего блока, счетным входом счетчика импульсов и первым входом коммутатора, выход которого соединен с вторым управляющим входом счетчика импульсов, выход генератора импульсов соединен с управляющим входом генератора развертки, второй выход которого соединен с первым входом дифференцирующего блока, а выход стопных сигналов соединен с вторым вхоцом коммутатора, коллектор сканистора подключен к второму входу дифференцирующего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 464007, кл. G 08 С 9/06,050772..

2. Авторское свидетельство СССР

9 494760, кл. G 08 С 9/06,27.05.74 (прототип).