Функциональный фотопотенциометр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ »>860097

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 1е 640328 (22) Заявлено 190479 (21) 2755474/18-24 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 300881.Бюллетень N9 32

Дата опубликования описания 3Q08.81 (5))М. Кл а

G 06 Д 9/00

6 06 0 7/26

Н 01 С 13/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 681.333 (088.8) H.E.Конюхов, А.А.Плют, Б.В.Скворцов/и С.A.Матюнин

lI (72) Авторы изобретения

Куйбышевский ордена Трудового Крас авиационный институт им. акад. С. П го Знамени (71) Заявитель

К.ороле ва (54 ) ФУНКЦИОНАЛЬНЫИ ФОТОПОТЕНЦИОМЕТР

Изобретение относится к автомати- ке и информационно-измерительной технике, где может быт». использовано в качестве бесконтактного функционально-5

ro позиционно-чувствительного датчика оптических следящих систем.

Известен функциональный фотопотенциометр, в котором электроды и граница резистивного слоя профилированы в соответствии с действительной и мнимой частями аналитической функции, называемой комплексным потенциалом электрического поля и совпадающей по виду с выходной характеристикой прибора.

Это дает воэможность создать требуе- 15 мое эЛектрическое поле в резистивном слое.и обеспечить реализацию заданной выходной характеристики $1).

1(едостаток известного устройства низ»еая точность, обусловленная шунти- 20 рующим влиянием фотослоя, неоднородностью реэистивного и фотослоев и другими технологическими факторами, искажающими выходную характеристику прибора.. 25

Цель изобретения — повышение точности фотопотенциометра.

Поставленная цель достигается тем, что в функциональный фотопотенциометр, содержащий прямоугольную диэлек-0 трическую подложку, в направлении длины которой расположен омический коллектор, связанный в направлении ширины подложки через прямоугольный коммутирующий фоторезистивный слой с прбф .лированной по длине и ширине реэист» иной пленкой, две противж"ежащие боковые границы внешнего контура которой снабжены омическими электрод.=ми одними торцами соединенными с коммутирующим фоторезистивным слоем, который оптически связан с функциональным входом фотопотенциометра, а часть поверхности резистивной пленки снабжена дополнительными внешними корректирующими омическими слоями, границы кото рых функционально профилированы и в направлении ширины подложки выполнены в соответствии с соотношением Е b со кЯ С 1 -ОИ> ко к а границы внешнего контура реэистинной пленки в направлении длины подложки выполнены в соответствии с соотношением

860097

t(

С и С -конструктивные постоянные, определяемые энергетическими характеристиками фотопотенциометра, х и у - координаты резистивной пленки соответственно в направлении дЛины и ширины дйалектрической подложки, )Q введены задающие потенциометры и ленточные корректирующие омические слои, расположенные на внутренней поверхности реэистивной пленки, причем одйи торцы ленточных корректирующих омических слоев соединены с коммутирующим фоторезистивным слоем, а другие торцы подключены к движкам соответствующих задающих потенциометров, каждый из которых соединен с питающими входами фотопотенциометра, На фиг. 1 изображена конструкция функционального фотопотенциометра, на фиг. 2 — его выходные характеристики. фотопотенциометр состоит из под- 25 ложки 1, на поверхность которой нанесена профилированная резистивная пленка 2, заключенная между профилированными электродами 3 и 4 и контактирующая через фотокоммутирующий (ре- gg зистивный) слой 5 посредством светового зонда б с коллектором 7. На по верхность резистивной пленки 2 нанесены ленточные корректирующие омические слои 8, подключенные, как и электроды, через задающие потенциометры 9 к питающим входам фотопотенциометра.

Контур резистивной пленки выполнен в соответствии с действительной и мьумой частями аналитической функции ч (М =o(Y, )+ н(хф, U) совпадающей по виду с выходной хаРак- 45 теристикой прибора Цв„д=Ч Ь). Уравнения электродов и свободной границы соответственно имеют вид

50 где С, Сп — постоянные, определяемые диапазоном реализации заданной функции и технологическими параметрами фотопотенциометра. 55

Ленточные омические слои 8 профилифованы в соответствии с эквипотенI циалами электрического поля, заданного контуром резистивной пленки, и определяются уравнениями .60

0(x,1)=Ñ„, () где 09, U qg - потенциалы электродов

Подрегулировку выходной характе 5 ристики необходимо производить под где Сэ С(,<С эа где Ьк — полиноминальные коэффициенты заданной входной функции

U (x„,3) =C,÷(x ä)=ñ„, (д) К вЂ” номер дополнительного слоя, С,С вЂ” постоянные, определяющие левый 3 и правый 4 электроды э1 соответственно.

Полное сопротивление и задающих по. тенциометров 9 выбрано из соотношения

1 ю и, (4) где г . — минимальное сопротивление

Филип резистивной пленки 2 между соседними ленточными омическими слоями 8 или между омическими слоями 8 и электродами 3 или 4

Устройство работает следукщим образом.

Электроды 3 и 4 создают в резистивной пленке 2 исходное электрическое поле с требуемым распределением потенциала на границе резистор-фотослой

9((). Узкий световой зонд, сканирующий по фотослою, создает в нем проводящий мостик, передающий потенциал соответствующего участка резистивной пленки 2 на коллектор 7, реализуя вы(ходную характеристику 9(g), запрограммированную контуром резистивной плен. ки 2. Однако выходная характеристика искажается многими технологическими факторами (неоднородность резистивного и фотословв, шунтирующее влияние фотослоя, подсветка, перекос ма= сок при изготовлении и др.) Для компенсации указанных искажений введены ленточные корректирующие слои 8, на которые через потенциометры 9 подаются корректирующие потенциалы. так как ленточные слои 8 профилированы по эквипотенциальным линиям (3), а полное сопротивление потенциометров

9 выбрано из условия (4 ), то они не искажают первоначального электричес- кого поля, позволяя проводить кусочно-функциональную аппроксимацию реализуемой функции. На ленточные омичвские слои 8 подаются потенциалы, обеспечивающие для соответствующих позиций светового зонда точное совпадение выходного сигнала с реализуемой функцией преобразования. Если задан диапазон выходных сигналов

Ывы=Uàü(x - О вьн о для LXo Xv ). циалы ленточных слоев 8, обеспечивающих кусочно-функциональную аппрокси мацию заданной характеристики, определяются по формуле

<() алых

5blx к p(x ) (x ) ((у 9(xo) 860097

Формула изобретения

Явк 2

Составитель Ю. Козлов

Редактор Н. Бушаева Техред Т. Маточка Корректор У. Пономаренко

Заказ 7550/32 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП ""Патент", r. Ужгород, ул. Проектная„" 4 конкретный технологический разброс параметров. Выполнение условия (4 ) обеспечит независимость регулировки потенциалов дополнительных слоев и электродов. На фиг. 2 показаны требуемая выходная характеристика 11 (пример ее

5 реализации беэ дополнительных омических ) слоев — кривая 12 и откорректированная характеристика для случая четырех ленточных омических слоев

8 (кривая 13) . Из фиг. 2 видно, что точность фотопотенциометра существенно возрастает, причем не только за счет точного совпадения в нескольких точках выходной и заданной характеристик, но и за счет общего уменьшения влияния технологических факторов, так как очевидно, что, например, степень неоднородности слоев на промежуточных участках кусочна-функциональной аппроксимации значительно меньЩ1 ше, чем на всем диапазоне в целом.

Очевидно, что чем больше число ленточных корректирующих омических слоев 8, тем точнее можно откорректировать выходную характеристику. Однако существуют конструктивные-ограничейия, не позволяющие увеличивать число участков аппроксимации. Конкретный выбор числа дополнительных ленточных слоев 8 необходимо производить, исхо- З дя из заданной точности преобразования, а также параметров технологического разброса образцов фотопотенциометров. Применение профилированных ленточных омических слоев 8 позволяет повысить точность фотопотенциометра.

Использование предлагаемого функционального фотопотенциометра в оптических следящих и информационно-измерительных системах позволяет существенно повысить их точность и надежность, минимизировать структуру и уменьшить тем самым их общие габариты, вес и себестоимость.

Функциональный фотопотенциометр по авт. cs. В 640328, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены задающие потенциометры и ленточные корректирующие омические слои, расположенные на внутренней поверхности резистивной пленки, причем одни торцы ленточных корректирующих омических слоев соединены с коьачутируккцим фоторезистивным слоем, а другие торцы подключены к движкам соответствующих задающих потеициометров, каждый из которых сое. динен с питающими входами фотопотенциометра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 640328, кл. G06 G 9/00, G 06 G 7/26, Н 01 С 13/00, 1976 (прототип).