Фотоэлектрическое измерительное устройство с системой коррекции Советский патент 1987 года по МПК G01B21/00 

мрцы 1яя их счтпротивленил, а следовательно, увеличивая коэффициенты усиления ус илителей 5 и 6. При этом раз- иисчпый ток на выходах блоков 11 и 12 стремится к нулю. Таким образом возможные изменения чувствительности

1

. Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля углового перемещения объекта.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения погрешности работы фотодатчиков .

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит оптический преобразователь 1, который формирует световой поток, падающий на объе 2,и делит отраженный от объекта 2 световой поток на два пучка, дифференциальный фотоприемник, состоящий из фотоприемников 3 и 4, оптически связанных с преобразователем 1, два диференциальных усилителя 5 и 6, два повторителя 7 и 8,выходы фотоприемников 3 и 4 связаны с неинвертирующими входами усилителей 5 и 6 соответственно, выходы которых связаны с входами повторителей 7 и 8 соответственно, выходы которых являются выходами устройства, калибровочный источник 9 светового потока,оптически связанный с преобразователе 1, генератор 10 переменного тока, связанный с калибровочным источником 9, два корректирующих канала, каждый из которых состоит из блоков 11 и 12 сравнения, первые входы которых через развязывающие конденсаторы связаны с выходами усилителе 5 и 6 соответственно, вторые входы с генератором 10 переменного тока, фазочувствительных вьтрямителе 13 и 14, первые входы которых связаны с выходами блоков 11 и 12 сравнения соответственно, вторые входы - с ге нерлтор зм 10 переменного тока, рези С1орных (штронов 15 и 16, первые ихолы которых связаны с положитель-

3 3 7 6 8

фотоприемникоп 3 и 4 компенсируются соответствующим противоположным изменением коэффициентов усиления усилителей 5 и 6, сохраняя неизменным суммарный коэффициент передачи в каждой цепи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

ными выходами фоточувствительных выпрямителей 13 и 14 соответственно, вторые входы - с выходами дифференциальных усилителей 5 и 6 со- ответственно, а выходы - с инвертирующими входами усилителей 5 и 6 соответственно, полевых транзисторов 17 и 18, входы которых связаны с отрицательными выходами фазочувствительных выпрямителей 13 и 14 соответственно, а выходы - с инвертирующими входами усилителей 5 и 6 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый объект 2 облучается немодулированным световым потоком Фс, сформированным оптическим преобразователем 1, при этом часть отраженного светового потока Ф попадает в оптический преобразователь 1, где разделяется по двум оптиче

5

0

0

ским каналам

и Ф,

(, .. , которые облучают светочувствительные поверхности фотоприемников 3 и 4, при этом фототоки сигналов I.. и 1 , снимаемые с нагрузочных резисторов R, и R,;, поступают на неинвертирующие входы дифференциальных усилителей 5 и 6, а с их выходов через повторители 7 и 8 поступают на выход 1 и выход 2 устройства и далее, преобразованные в стандартные аналоговые сигналы, подаются на ЭВМ, вычисляю- 5 щую отношение этих сигналов. Благодаря применению повторителей 7 и 8 и блокировочных конденсаторов С, и С переменная составляющая калибровочного тока и других переменных составляющих помех не влияет на измерительный сигнал постоянного тока I,- .In

с, с

При изменении чувствительности одного из фотоприемников, например 3, в сторону увеличения относительно

первоначально.заданного значения на выходе блока 11 сравнения появляется разностный ток Л1к, определенной фазы, преобразуемой фазочувствитель- ным вьтрямителем 13 в постоянное напряжение со знаком -(-, воздействующее на оптрон 15, вследствие чего сопротивление уменьшается, а следовательно, уменьшается коэффициент усиления усилителя 5 настолько, чтобы восстановить первоначальный коэффициент передачи цепи фотоприемник 3-усилитель 5,что будет при л1 0

При изменении чувствительности другого фотоприемника 4, например в сторону уменьшения, на выходе блока 12 сравнения появляется разностный ток dikj обратной фазы, преобразуемый фазочувствительным выпрямителем 14 в постоянное напряжение со знаком -, воздействующее на полевой транзистор 18, вследствие чего его сопротивление уменьшается, а следовательно, коэффициент усиления усилителя 6 увеличивается до тех пор, пока не восстановится начальный заданный коэффициент передачи цепи фотоприемник 4 - усилитель 6,

что будет при л1

0.

Развязывающие конденсаторы С, и С. обеспечивают независимость работы корректирующих цепочек от влияния измерительного сигнала постоянного тока.

Достоверность и точность информации, передаваемой по цепям кана- лов прямого усиления, в каждом плече фотоэлектрического измерительного устройства обеспечивается биполярной цепью коррекции, непрерывно следящей за сохранением первоначально заданных значений коэффициентов передачи в цепях фотоприемник - усш7и- тель, где возможные изменения чувствительности фотоприемников 3 и 4 компенсируются соответствующим противоположным изменением коэффициентов усиления усилителей 5 и 6, сохраняя неизменным суммарный коэффициент передачи в каждой цепи, как для переменной калибровочной составляющей тока 1/( (1ц ), так и для постоянной составляющей тока Iddcn сигнала, несущего полезную информацию.

Таким образом, в устройстве обеспечивается, с одной стороны, полная ратвязка постоянного тока сигна

ла Ij. (11, ), Hecyinero полезную информацию, от калибровочного переменного тока 1 (1) ив то же время с помощью калибровочного переменного тока обеспечивается необходимая стабильность коэффициентов передач каналов в измерительной части устройства по постоянному току сигнала. Так как цепи коррекции работают в режиме нулевого метода ( (Ij. )- - О), обеспечивается высокая точность контроля режима, а следовательно, высокая точность устройства Измерения в целом в широком динамическом рабочем диапазоне. .

Формула изобретения

1-. Фотоэлектрическое измерительное устройство с системой коррекции, содержащее источник излучения, оптический преобразователь, расположенный по ходу светового излучения

и предназначенный для разделения отраженного От светового потока на первый и второй световые пучки, первый и второй фотоприемники, расположенные соответственно по ходу первого и второго световых пучков, блок выделения сигнала коррекции, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено вторым блоком выделения сигнала коррекции, калибровочным источником светового потока, оптически связанным с оптическим преобразователем, генератором переменного тока, выход которого связан с входом калибровочного источника светового потока, первым и вторым дифференциальными усилителями, неинвертирующие входы которых связаны с выходами первого и второго фотоприемников соответственно, а выходы - с входами первого и второго блоков выделения сигнала коррекции соответственно, двумя корректирующими каналами, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока сравнения и фазочувствитель- ного выпрямителя, резисторного оп- трона и полевого транзистора, первые входы блоков сравнения каждого из

двух корректирующих каналов связаны с первыми выходами первого и второго блоков выделения сигналов коррекции соответственно, вторые т входы - с выходом генератора пере513376586

менного тока, вторые входа) фазочув-ных усилителей соответственно и с

ствительных выпрямителей каждоговыходами резисторных оптронов каждоиз двух корректирующих каналов свя-го из двух корректирующих каналов,

заны с выходом генератора переменно-вторые входы которых соединены с вы

го тока, положительные выходы - сходами первого и второго дифференпервыми входами резисторных оптро-диальных усилителей соответственно. нов, а отрицательные выходы - с вхо- 2. Устройство по п.1, о т л и дами полевых транзисторов, выходычающееся тем, что блок выдекоторых соединены с инверсными вхо- дления сигнала коррекции выполнен в

дами первого и второго дифференциаль-виде повторителя.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения погрешности работы фотодатчиков.Устройство содержит оптический преобразователь 1, который формирует световой поток, падающий на объект 2,и делит отраженный от объекта 2 световой поток на две части, которые облучают соответственно фотоприемники Юс fPc 3 и 4. Измерительные сигналы постоянного тока поступают на неинвертирующие входы дифференциальных усилителей 5 и 6 и далее через развязывающие повторители 7 и 8 - на выходы устройства. Блокировочные конденсаторы С и С обеспечивают независимость выходного сигнала от переменного калибровочного тока. При изменении чувствительности фотоприемников 3 и 4 на выходах блоков 11 и 12 сравнения появляется разностный ток, который преобразуется фазочувстви- тельными выпрямителями 13 и 14 в постоянное напряжение. .Постоянное напряжение со знаком -( соответствующее увеличению чувствительности фотоприемника, воздействует на оптро- ны 15 и 16, уменьшая их сопротивление, а следовательно, уменьшая коэффициенты усиления усилителей 5 и 6. Постоянное напряжение со знаком , соответствующее уменьшению чувствительности фотоприемника, воздействует на полевые транзисторы 17 и 18, Ictfb(f- f | (Л S оо со О5 сл 00 -Тсгвых.г