Фотоэлектрический преобразователь перемещений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- Союз Советскик. Социалнстическия

Республик

1 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 04;06. 81 (21) 3296053/18-24 (Щ М.lCn. с присоединением заявки Йо G 08 С" 9/06

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151282. Бюллетень 8946

РН УДК 681. 325 (088.8) Дата опубликования описания 151282 (72) Авторы .изобретения

В.И. Устинов, Е .В. Горохов, В.A. Арманд и. B.H. Грызенков (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к автома- тике и вычислительной технике и мо- жет быть использовано в системах управления технологическими процессами в фотоэлектрических преобразователях перемещений, работающих в -полевых условиях.

Известны фотоэлектрические преоб. разователи с блоком коррекции, ко торые имеют рабочую и дополнительную пары - источник света, Фотоприемник, находящиеся в одинаковых условиях эксплуатации,-разнополярный источник опорного напряжения, усилитель с дифференциальным входом f1), Однако в этом Фотоэлектрическом преобразователе при колебаниях температуры или старении элементов нарушается равенство входных токов на входе усилителя, протекающих от разно. полярных источников опорного напряжения, что приводит к изменению яркости свечения источников света рабочей и дополнительной пар, а также требуется проведение коррекции режимов работы преобразователя на основе.анализа работы дополнительной пары, параметры которой могут значи- тельно отличаться от параметров рабочей пары, реализация пропорционального закона регулирования, что затрудняет использование малоинерционных источников света.

Наиболее близким к предлагаемому является фотоэлектрический преобра-. зователь перемещений, содержащий источник света, модулятор (шторка), Фотоцриемник, стабилизатор тока, источник эталонного напряжения, элементы И, генератор прямоугольных импульсов, интегрирующую цепь, схему сравнения и усилитель (2).

Недостатком, данного преобразователя является его сложность.

Цель изобретения .- упрощение Фотоэлектрического преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в Фотоэлектрическом преоб"

20 разователе перемещений, содержащем источник света, оптически соединенный через модулятор с фотоприемником, введены Формирователь прямоуголь

- ных импульсов, преобразователь коднапряжение, реверснвный счетчик и . блок управления, выходы которого соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, выход которого через преобразоватеЛь коднапряжение соединен с входом источни

ica света, выход фотоприемника через

982052 формирователь прямоугольных импульсов соединен с входом блока управления.

Кроме того, блок управления содержит делитель частоты, инвертор, интегрирующие цепи, компаратор, 5 элемент И, элемент задержки и формирователь счетных импульсов, выход которого через делитель частоты соединен с прямым входом элемента И, выход первой интегрирующей цепи соединен с первым входом компаратора, первый выход которого соединен с инверсным входом элемента И, выход инвертора через вторую интегрирующую цепь соединен с вторым входом компарато- 15 ра, второй выход которого соединен с входом элемента задержки, а входы формирователя счетных импульсов, первой интегрирующей цепи и инвертора объединены между собой и подключены к входной клемме блока управления, выходы элемента И и элемента задержки подключены к выходным клеммам блока управления.

На фиг. 1 изображена структурная схема фотоэлектрического преобразователя перемещений; на фиг. 2 — функциональная схема блока управляющих сигналов.

Преобразователь содержит источник

1 света, модулятор 2, фотоприемник 3, формирователь 4 прямоугольных импуль-. сов, блок 5 управления, реверсивный счетчик б, преобразователь 7 код — на пряжение, формирователь 8 прямоуголь" ных импульсов, интегрирующую цепь

9, инвертор 10, делитель 11 частоты, интегрирующую цепь 12 компаратор 13, элемент И 14, элемент.15 задержки.

Фотоэлектрический датчик работа- 40 ет следующим образом.

При движении модулятора 2 фотоприемник 3 вырабатывает сигналы, частота которых пропорциональна скорости движения модулятора 2. Из этих сигналов формирователь 4 прямоугольных импульсов вырабатывает последовательность N выходных импульсов фотоэлектрического преобразователя, скважность которых равна 2. При колебаниях температуры, освещенности или старения элементов изменяются режимы работы источника 1 света, фотоприемника 3, формирователя 4, что приводит к изменению скважности выходных импульсов, поэтому необходима стабилизация режимов работы фотоэлектрического преобразователя.

В предлагаемом фотоэлектрическом преобразователе используется инте- 60 гральный закон регулирования: любое изменение скважности приводит в действие схему коррекции, регулирующую величину напряяения питания источника 1 света.

Таким образом, скважность выходных импульсов последовательности N независима, например от температуры окружающей среды.

Последовательность выходных импульсов N поступает на входы интегрирующей цепи 9, инвертора 10 и фор. мирователя прямоугольных импульсов, который преобразует последовательность выходных импульсов N co скважностью 2 в последовательность коротких импульсов, пригодных для работы реверсивного счетчика б °

В результате сравнения проинтеированных последовательностей N прямой Р„ и инвертированной Р ) на компараторе 13 образуется сигнал, который после прохождения элемента 15 задержки используется для управления направлением счета реверсивного счетчика б (сигнал W).

Временная задержка позволяет избежать возможность произвольной работы блока коррекции при изменении частоты последовательности И от нижней границы рабочего диапазона до нуля, происходящую при остановках модулятора 2.

Сигнал Ж имеет два логических состояния, определяемые тем, будет ли скваяность выходных импульсов последовательности N больше или меньше величины, равной двум. В исходном состоянии в реверсивный счетчик б производится запись фиксированного числа сигналов 3 . На счетный вход реверсивного счетчика б поступает последовательность импульсов N, опре деляемая соотношением

Г при Рл 4 Рд 2. ) О, при Р = P л где К вЂ” последовательность импульсов с делителя 11 частоты.

Как следует из приведенного, в реверсивном счетчике б хранится записанное число, которое складывается или вычитается с последовательностью импульсов И в зависимости от того, будет окважность последовательности импульсов N больше или меньше величины, равной двум. В случае, если скважность последовательности импульсов N равна величине 2, на счетный вход реверсивного счетчика б импульсы N не поступают. В реверсивном счетчике б хранится накопленное число, полученное при достижении последовательности импульсов Х скважности, равной 2 при существующих внеш них условиях. При изменении внешних условий (изменение температуры, освещения, старения элементов) нарушается равенство скважности импульсов

N ..величине, равной двум, импульсы Ы поступают на счетный вход реверсивного счетчика б, изменяя накопленное

982052 в нем.число в необходимом направлении до получения нового равновесного состояния. Накопленное число в реверсивном счетчике 6 поступает на цифровые входы преобразователя. код — напряжение 7 и преобразуется в напряжение питания источника света.

Для получения всего рабочего диапазона изменения температуры нужно иметь непрерывную регулировочную характеристику. В дискретных системах это может быть достигнуто высокой степенью аппроксимации непрерывной регулировочной характеристики.

Степень аппроксимации в предлагаемом датчике определяется заданным объемом информации (количеством радрядов) в реверсивном счетчике 6.

Формула изобретения

1. Фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий источник света, оптически соединенный через модулятор с фотоприемником, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразования, в него введены формирователь прямо угольных импульсов, -преобразователь код — напряжение, реверсивный счетчик и блок управления, выходы которого соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, выход которого через преобразователь код — напряжение соединен с входом источника света, выход фотоприемника через формирователь прямоугольных импульсов соединен с входом блока управления.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок управления содержит делитель частоты, инвертор, интегрирующие цепи, ком. паратор, элемент И, элемент задеря10 ки и формирователь счетных импульсов, выход которого через делитель частоты соединен с прямым входом элемента И, выход первой интегрирующей цепи соединен с первым входом

15 компаратора, первый выход которого соединен с инверсным входом элемента И, выход инвертора через вторую .интегрирующую цепь соединен с вторым входом компаратора, второй выход зО которого соединен с входом элемента задержки, а входы формирователя счетных импульсов, первой интегрирующей цепи и инвертора объединены между собой и подключены к входной клемме блока управления, выходы элемента

И и элемента задержки подключены к выходным клеммам блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Конюхов Н.Е. и др. Оптоэлектронные измерительные преобразователи, "Энергия", 1977, с. 3.11-113.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 387412, кл. G 08 С 9/Об, 1970 (рототип).

982052

61. 2

Состазнтель В. Барбарам

Техред Т,Маточка Корректор Н. Король

Редактор Е. Лазуренко

Заказ 97 /71 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж;35, Раущская наб., д. 4/5 м филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. проектная, 4