ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Советский патент 1972 года по МПК H03M1/24 G01B11/02 G01B9/00 G01P13/00 

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования.

Известны фотоэлектрические датчики перемещений, содержащие полупроводниковые излучатели, шторку, рабочий фотоприемпик, подключенный через RC-цепочку к выходу датчика, управляющий фотоприемник, подключенный через RC-цспочку ко входу усилителя рассогласования, и выходной трансформатор, первичная обмотка которого подключена к выходу усилителя рассогласования, а вторичная обмотка через резисторы соединена с катодами излучателей.

Описываемое устройство отличается тем,что в нем дополнительно установлен модулирующий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику переменного напряжения, а вторичная обмотка через резисторы подключена к катодам полупроводниковых излучателей.

Такое выполнение датчика повышает точность его работы.

На чертеже приведена принципиальная схема описываемого устройства.

Оно содержит полупроводниковые излучатели Яь Яа, фотоприемники ФЯ1, ФЯз, шторку Ш, модулирующий трансформатор Tpi, выходгюй трансформатор Тр-2, усилитель У, нагрузочные резисторы 1, RS фотоприемников Ф// и ФЯ2, ограничивающие резисторы Ro,

резисторы R выбора рабочей точки, разделительные конденсаторы Ci, Со и корректирующие резистор RK и конденсатор Ск.

Когда шторка находится в нулевом положении, постоянное напряжение смещения t/n приложено в проводящем направлении к обоим излучателям HI, И-у через вторичные обмотки модулирующего трансформатора Tpi и резисторы jR. Встречное направление токов смещения по обмоткам трансформатора Tpi исключает замагничивание сердечника. Протекающнй по излучателя И, Яо ток возбуждает постоянные во времени лучистые потоки. При подаче на модулирующий трансформатор Tpi синусоидального напряжения t/м в излучателях И и Яо создается переменная составляющая тока, замыкающаяся через излучатели и резисторы R. Частично переменная составляющая тока возбуждения так же, как и тока смещения, замыкается через вторичные обмотки выходного трансформатора Тр-2 контура выравнивания. Однако величина его сильно ограничена резисторами RQ д, где R - дифференциальное сопротивление прямо смещенного излучателя. Включение вторичных обмоток трансформатора Тр-2 встречное, что исключает замагничиванне сердечника составляющей тока смещения и не приводит к увеличению габаритной мощности. Переменной составляющей тока возбуждения, создаваемой модулируюп,им трансформатором Tpi, соответствует переменная составляющая в потоке излучения. При R и д исключается искажение высшими гармониками излучаемых импульсов, вызываемое нелинейностью пря-5 мой ветви вольт-амперной характеристики полупроводникового излучателя. Поддержание равенства амплитуд первых гармоник противофазно возбуждаемых импульсов излучения двумя излучателями, необходимое для исклю-Ю чения дрейфа фотоэлектрического датчика при любых условиях эксплуатации (изменение температуры, фоновой засветки, времени), в предлагаемой схеме осуществляется воздействием усиленных сигналов рассогласования,15 пропорциональных разнице в излучаемых мощностях, через выходной трансформатор Тр-2 усилителя У непосредственно на ток возбуждения излучателей Яь Я2, на одном увеличивая, на другом уменьшая амплитуду пе-20 ременной составляющей тока возбуждения. Режим независимого синфазного (противофазного) возбуждения излучателей Яь И двумя источниками - модулирующим трансформатором Tpi и сигналами контура вырав-25 нивания, воздействующими на излучатели посредством трансформатора Тру в соответствии с фазой рассогласования, возможен лишь при обеспечении режима генераторов тока двух источников относительно общей нагруз-30 ки - прямо смещенного излучателя. Включение цепочки, состоящей из резистора к б и конденсатора Ск, на точку соединения обмоток трансформатора Tpz и общий вывод излучателей И и Яе замыкает цепь то-35 ка управления возбуждения излучателей и создает фазовое опережение тока управления, компенсирующее инерционность контура выравнивания. Вводимая компенсация полностью устраняет просачивание на фотоприемники40 ФЯ1 и ФЯз основной гармоники, сдвинутой на 90° относительно онорного нанряжения, и тем самым уменьшает величину остаточного сигнала. Функционирование компенсации фазового сдвига контура выравнивания возможно только по основной гармонике. Поток же излучения, падающий на приемники ФП и ФЯз, может содержать более высокие гармоники, Подавление высших гармоник в потоке излучения производится избирательным каскадом усилителя У. При смещении шторки Ш из нулевого положения на фотоприемнике ФЯа появляется сигнал, образованный разностью перераспределенных шторкой потоков излучателей И и HZ. Введение корректировки формы и фазы напряжения, а следовательно, тока возбуждения излучателя И соответственно избирательным каскадом усилителя У и контуром RK, Ск преследует цель - уменьшение нелипейных искажений выходного сигнала и статической ошибки схемы выравнивания, Предмет изобретения Фотоэлектрический датчик перемещений, содержащий последовательно расположенные полупроводниковые излучатели, шторку, рабочий фотоприемник, подключенный через RCцепочку к выходу датчика, управляющий фотоприемник, подключенный через RC-цепочку ко входу усилителя рассогласования, и выходной трансформатор, первичная обмотка которого подключена к выходу усилителя рассогласования, а вторичная обмотка через резисторы соединена с катодами излучателей, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности работы устройства, в нем дополнительно установлен модулирующий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику переменного напряжения, а вторичная обмотка через резисторы подключена к катодам полупроводниковых излучателей.