Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при конструировании фотоэлектрических преобразователей угла поворота, например стрелки измерительного прибора, в частотно-импульсный код.
Известный фотоэлектрический преобразователь угла поворота в импульсный код, содержащий источник света, светочувствительный элемент, оптическую систему с диафрагмой, усилители и формирователь импульсов кода, имеет недостаточную точность преобразования из-за изменения параметров выходных импульсов при изменении освещенности светочувствительного элемента.
Цель изобретения - повыщение точности преобразования.
Цель достигается тем, что в фотоэлектронный датчик, содержащий источник света, например неоновую лампочку, оптическую систему в виде линзы и диафрагмы, светочувствительный элемент и электронный усилитель и формирователь импу.тьсов, введен дополнительный электронно-релейный усилитель, электрически связанный с основным электронным усилителем, формирователем и источником света, срабатывающий во взаимодействии с ними при изменении величины светового потока, зависимой от положения диафрагмы, которое изменяется при повороте стрелки, отклоняющейся при изменении величины измеряемой энергии.
Диафрагма выполнена в виде легкой пластинки, жестко укрепленной на стрелке измерительного прибора, и снабжена фигурным отверстием с меняющимся при отклонении стрелки сечением, вследствие чего при этом изменяется величина пропускаемого светового потока. Изменение светового потока фиксируется светочувствительным элементом, вырабатывающим импульсы тока, от которых срабатывают фотоэлектронный и электронно-релейный усилители; последний выполняет в схеме роль собственно прерывателя.
На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит оптическую систему / в виде подвижной относительно линзы диафрагмы, фотоэлектронный усилитель 2, формирователь 3 амплитуды импульсов, электроннорелейный усилитель 4, неоновую лампочку 5, оптически связанную через оптическую систему / со светочувствительным элементом 6 фотоэлектронного усилителя 2, и формирователь 7 длительности импульсов 7, вход которого подключен к выходу формирователя амплитуды импульсов.
Оптическая система / состоит из линзы 8 и подвижной диафрагмы в виде жестко укрепленной на стрелке 9 измерительного прибора
легкой пластинки с переменным по сечению отверстием для регулирования величины светового потока при повороте стрелки измерительного прибора в момент отклонения объекта измерений от номинального значения.
Основной фотоэлектронный усилитель 2 представляет собой усилитель постоянного тока на транзисторе 10 с диодом /7 в цепи базы для стабилизации момента срабатывания и светочувствительным элементом 6, например фоторезистором. К диоду 11 подключен потенциометр 12 для подбора рабочей точки усилителя 2.
К выходу основного фотоэлектронного усилителя подключен формирователь амплитуды импульсов, выполненный по схеме двухкаскадного усилителя постоянного тока с положительной обратной связью на транзисторах 13 и М с нагрузочными сопротивлениями J5 и 16 в пх коллекторных цепях.
Для отключения положительной обратной связи после срабатывания формирователя амплитуды импульсов в цепь коллектора транзистора 14 включен диод 17, а для создания потенциала срабатывания включе) резистор IS.
К выходу формирователя амплитуды импульсов параллельно подключены дополнительный электронно-релейный усилитель 4, выполиенный па транзисторе 19 по схеме усилителя постоянного тока с общим эмиттером, в коллекторную цепь которого через ограничительное сопротивление 20 включен источ п-1к света 5, и формирователь 7 длительности выходных импульсов, выполненный по схеме задержки на транзисторе 21 с зарядно-разрядной емкостью 22 и резистором 23, которые определяют длительность выходных импульсов. Резистор 24 в цепи коллектора является нагрузочным.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
В исходном ноложении, когда измеряемая величина равна номинальному значению, стрелка измерительного прибора неподвижна н от неоновой лампочки через щель подвижной диафрагмы оптической систе.мы падает на фоточувствительный элемент световой ноток on ределенной вел пчин ы.
При отклонении измеряемой вeличи п l от поминального значения стрелка прибора отклоняется и изменяется величина светового потока, проходящего через фигурное отверстие с меняющимся при отклонении стрелки сечением.
При изменении светового нотока, надающе10 на фоторезистор, величина сопротивления последнего Изменяется, уменьщаясь с увеличением светового потока, и наоборот.
При определенном значении сопротивления фоторезистора открывается транзистор 10, и с его коллектора снимается положительный потенциал на вход формирователя 3 амплитуды и.мпульсов. Положительный потенциал, подаваемый на базу транзистора 13, держит его в закрытом состоянии. В этот момент транзистор М открыт, и нулевой потенциал с коллектора через диод подай на базу транзистора 13. Когда входной сигнал на базе транзистора 13 достигает величины отпирания, транзистор открывается. Потенциал на его коллекторе падает, и транзистор 14 запирается. Это состояние сохраняется до тех пор, пока входной сигнал не становится меньще потенциала срабатывания транзистора 13, после чего запирается транзистор 13 и отпирается транзистор 14. Потенциал коллектора транзистора 14 скачком достигает почти нулевого значения и воздействует на вход дополнительного электроннорелейного усилителя и формирователя длительности импульсов, запирая трапзистор электронно-релейного усилителя, что приводит к гашению неоновой лампочки. Одновременно положительным импульсом запирается транзистор формирователя длительности импульсов, который в исходном состоянии открыт.
Независимо от длительности импульсов на выходе формирователя 3 на выходе датчика импульсы имеют строго постоянную длительность.
При прекращении горения неоновой лампочки фоторезистор начинает увеличивать свое сопротивление; при достижении его определенной величины запирается транзистор 10 и на вход формирователя поступает отрицательный потенциал, благодаря которому формирователь срабатывает и на его выходе также появляется отрицательный потенциал, отпирающий транзистор 19. Это приводит к зажиганию неоновой лампочки, и цикл повторяется.
При изменении измеряемой величины стре. отклоняется, и величина (сечение) щели изменяется, что нриводит к изменению величины светового потока, изменению величины сопротивления светочувствительного элемента и, соответственно, времени срабатывания электронно-релейного усилителя (прерывателя) и частоты импульсов па выходе устройства.
Таким образом, предлагаемый датчик преобразует степень отклонения стрелки измерительного прибора в частотно-импульсный код, который по изменению частоты выходных импульсов позволяет определить отклоиение измеряемых параметров от номинала.
Предмет изобретеьгия
Фотоэлектронный датчик для преобразования угла новорота стрелки измерительного нрибора в частотно-импульсный код, содержащий источник света, например неоновую ла.мну, оптическую систему с диафрагмой, укрепленной на оси стрел.ки измерительного прибора, светочувствительный элемент, например, фоторезистор, электронный усилитель и формирователь импульсов, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности преобразования, между электронны.м усилителем и формирователем импульсов вкл1рчеи дополпительно релейный транзисторный усилитель, коллекторное сопротивление которого включе1Ю последовательно с упомянутым источником света.
