Фотоэлектрический преобразователь перемещения в электрический сигнал Советский патент 1991 года по МПК G01D5/34 

58

(Л

Изобретение относится к приборостроению, а именно к преобразователям перемещения в электрический сигнал. Изобретение позволяет снизить погрешность преобразователя, используемого как в замкнутых, так и в разомкнутых системах. Цель достигается за счет наличия двух оптических пар, диафрагмы, обеспечивающей поочередную засветку фотоприемников, и блока сравнения с нулем, определяющего момент появления нулевой разности потенциалов между одноименными выходами фотоприемников, подключенных к нагрузочным резисторам. 1 ил.

Изобретение относится к преобразователям неэлектрических величин в электрический сигнал, а именно к преобразователям перемещения в электрический сигнал.

Цель изобретения - повышение точности преобразования угловых перемещений в электрический сигнал.

На чертеже приведена блок-схема фотоэлектрического преобразователя.

Фотоэлектрический преобразователь содержит первую и вторую оптрон- ные пары 1 и 2, диафрагму 3,прорези которой расположены в шахматном порядке, два нагрузочных резистора 4 и 5, суммирующий резистор 6, усилитель сигнала рассогласования 7, регулятор тока 3, блок сравнения с нулем 9, содержащий усилитель и компаратор. Первая оптронная пара состоит из фотоприемника 10 и источника света 11. Вторая оптронная пара состоит из фотоприемника 12 и источника света 13.

Фотоэлектрический преобразователь работает следующим образом.

Диафрагма 3, установленная между фотоприемником и источником света, обеспечивает засветку одного из фотоприемников 10(12) источником света 11(13) своей оптронной пары, при этом между однополюсными выходами фотоприемников, подключенных к нагрузочным резисторам формируется разность потенциалов, обеспечивающая одно из двух состояний блока сравнения с нулем - высокий или низкий уровень сигнала.

При перемещении диафрагмы относительно оптронных пар ее окна обеспечивают поочередную засветку фотоприемников, при этом на границе перехода с одного окна на другое возникает зона частичной засветки обоих

ся со

со ю

Јь

316

фотоприемников, что, в свою очередь, приводит к уменьшению разности потенциалов между выходами фотоприемников до нуля и последующем ее увеличением по абсолютной величине с противоположным знаком. При изменении значения разности потенциалов между выходами фотоприемников через нуль происходит переключение состояния блока сравнения с нулем. Усилитель сигнала рассогласования 7, подключенный своими входами к источнику эталонного напряжения и суммирующему резистору 6, обеспечивает совместно с регуля- тором тока 8 поддержание постоянным значения суммарного тока фотоприемников 10 и 12 регулировкой световых потоков источников света 11 и 13, включенных последовательно, измене- нием их величины тока.

В преобразователе временной и температурный дрейф нуля позиционной характеристики определяется временным и температурным дрейфом отно- сительной разности чувствительностей фотоприемников

&К (t

де К1 и

Т) 2

К1 - К2 К1 К2

(t:T);

Vfc

К2 - чувствительность элементов фотоприемников и записывается следующим образом:

Т) ---- K(t:T),

Ј.Aixl dx

Ј АЈ0 dx

скорость изменения относительной разности освещаемых площадей фоточув ствительных элементов фотоприемников при перемещении

диафрагмы.

Формула изобретения Фотоэлектрический преобразователь перемещения в электрический сигнал, содержащий оптическую пару (фотоприемник - источник света), диафрагму,источник эталонного напряжения, регулятор тока, два нагрузочных резистора, суммирующий резистор, усилитель сигнала рассогласования, первый вход которого подключен к точке подсоединения суммирующего резистора к плюсовой шине фотоприемника оптической пары, а второй вход - к источнику

эталонного напряжения, выход усилителя через регулятор тока подсоединен к первой шине источника света оптической пары, а ее фотоприемник минусовой шиной через первый нагрузочный резистор подключен к соответствующей шине источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены вторая оптическая пара и блок сравнения, первый и второй входы которого подключены соответственно к минусовым шинам первого и второго фотоприемника, при этом минусовая шина второго фотоприемника через второй нагрузочный резистор подключена к соответствующей шине источника питания, а его плюсовая шина - к точке подсоединения суммирующего резистора, вторая шина источника света первой оптической пары подсоединена через источник света второй оптической пары к шине источника питания, причем диафрагма выполнена с прорезями, расположенными в шахматном порядке, а фотоприемники оптических пар установлены каждый против своего ряда прорезей .