Датчик положения светящегося объекта Советский патент 1985 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения углового положения протяженных и точечных импульсно светящихся объектов, например, в системах оптической локации и связи.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения положения протяженного светящегося объекта.

На фиг.1 представлена функциональная схема датчика; на фиг.2 и 3 временные диаграммы работы датчика при точечном и протяженном импульсно светящемся объекте, I

Датчик содержит оптически связанные объектив 1, волоконно-оптический преобразователь 2, первые торцы светопроводящих жгутов которого расположены в виде прямоугольного многострочного растра, длина каждого из соседних светопроводящих жгутов линейно увеличивается в зависимости от пространственного положения первых торцов в пределах строки и перехода со строки на строку, фотоприем- никЗ, с которым оптически связаны вторые торцы светопроводящих жгутов волоконно-оптического преобразователя 2, формирователь 4, вход которого подключен к фотоприемнику 3, блок 5 регистров, состоящий из последовательно соединенных последовательных регистров 6-8, информационный вход регистра 6 подключен к выходу формирователя 4, светоделитель ный элемент 9, установленный между объективом 1 и волоконно-оптическим преобразователем 2, дополн-ительный фотоприемник 10, блок 11 син сронизации, состоящий из триггера 12, вход Установка единицы которого подключен к дополнительному фотоприемнику 10, управляемого генератора 13, управляющий вход которого подключен к ввходу триггера 12, счетчика 14, счетный вход которого подключен к выходу управляемого генератора 13, Выход счетчика 14 соединен с входом Установка нуля триггера 12, тактирующие входы последовательных регистров 6-8 подключены к выходу управляемого генератора 13 установочные входы последовательных регистров 6-8 и счетчика 14 подключены к дополнительному фотоприемнику 10.

Датчик работает следующим образом

Изображение импульсно светящегося объекта проецируется объективом 1 на волоконно-оптический преобразователь 2, на выходе которого формируется оптический сигнал, задержанный по времени относительно времени поступления светового импульса от импульсно светящегося объекта на величину, линейно связанную с пространственным положением изображения импульсно светящегося объекта, относительно светопроводящих жгутов волоконно-оптического преобразователя 2, уложенных в прямоугольный многострочный растр (фиг.2 и 3).

Световой поток преобразуется фотоприемником 3 в одиночный импульсный сигнал в случае, если изображение объекта проецируется на один светопроводящий жгут волоконно-оптического Преобразователя (фиг.2), или в серию импульсных сигнгшов, если изображение объекта проецируется на несколько светопроводящих жгутов волоконно-оптического преобразователя 2 (фиг.З).

Одиночный импульсньй сигнал или пачка импульсов поступают на информационный вход последовательного регистра 6.

Одновременно с проецированием импульсно светящегося объекта на волоконно-оптический преобразователь 2, он проецируется с помощью полупрозрачного злемента 9 на дополнительный фотоприемник 10, формирующий сигнал запуска блока 11 синхронизации и сброса последовательных регистров 6-8 и счетчика 14. При поступлении импульса запуска с дополнительного фотоприемника 10 триггер 12 перебрасывается в состояние Лог.1, разрешая работу управляемого генератора 13, на выходе которого начинают формироваться импульсы, поступающие на тактирующие входы последовательны регистров 6-8 и счетный вход счетчика 14. Период следования импульсов с управляемого генератора 13 равен временной задержке оптического сигнала между соседними светопроводящими жгутами волоконно-оптического преобразователя 2.

При поступлении импульсов с управляемого генератора 13 на тактирующие входы последовательных регистров 6-8, в последних осуществляется запись униполярного позиционного кода пространственного положения изображения импульсно светящегося объекта относительно светопроводящих жгутов волоконно-оптического преобразователя 2, При поступлении на вход счетчика 14 количества импульсов, равного числу светопроводящих жгутов волоконно-оптического преобразователя 2, равного емкости последовательных регистров 6-8, счетчик 14 переполняется и формирует сигнал, поступающий на вход Установка нуля триггера 12, При этом триггер 12 перебра сьшается в состояние Лог.О и последовательность импульсов, формируемая управляемым генератором 13, прекращается. 04 В последовательных регистрах 6-8 зафиксируется параллельный позиционный код углового положения импульсно светящегося объекта, который может быть использован в виде параллельного позиционного кода, при параллельном съеме информации с последовательных регистров 6-8, или в виде последовательного позиционного кода, формиру- емого на выходе последовательного регистра 8 при дополнительном сдвиге информации, записанной в последовав тельные регистры 6-8. Использование датчика позволяет осуществлять измерение углового положения протяженногонмпульсно светящегося объекта с кодированиемрезультатов измерения в позиционный цифровой код.

f(

U10 л.

Ut2 Г r -- T-nj - /. ui M ...Y/. л -i -W # . - - I

i/j /LJLJLJL.

f/лnnJTJT

i/tf rd}ff o ff / f f f ffiff

иг.2

фиг.З П . -

ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ СВЕТЯЩЕГО;СЯ ОБЪЕКТА, содержащий оптически связанные объектив, волоконно-оптический преобразователь, первые торцы светопроводящих жгутов которого расположены в виде прямоугольного многострочного растра, и фотоприемник, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения положения протяженного светящегося объекта, он снабжен светоделительным элементом, установленньм между объективом и волоконно-оптическим преобразователем, дополнительным фотоприемником, блоком синхронизации, вход которого подключен к дополнительному фотоприемнику, формирователем, вход которого подключен к фотоприемнику, блоком регистров, информационный синхронизирующий и установочный входы которого подключены соответственно к выходу формирователя, выходу блока синхронизации и дополнительному фотоприемнику, длина каждого из соседних светопроводящих 18 жгутов волоконно-оптического преобразователя линейно увеличивается в зависимости от пространственного положения первых торцов в пределах строки и перехода со строки на строку, вторые торцы светопроводящих жгутов оптически связаны с фотоприемником . tN9