ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G02F7/00 

1

Устройство относится к системам авто1матического контроля и регулирования.

Известны фотоэлектрические устройства для контроля углового положения, содержащие последовательно расположенные осветитель, поляризатор, модулятор, анализатор, фотоприемник, выход которого подключен к усилителю-формирователю, и генератор треугольных импзльсов, подключенный к модзлятору.

Описываемое устройство отличается тем, что в нем дополнительно установлены два логических элемента «И, генератор прямоугольных импульсов и реверсивный счетчик. Причем входы управления реверсивного счетчика соединены с выходами логических элементов «И, входы которых подключены к выходу усилителя-формирователя и к выходам генератора прямоугольных импульсов. Вход синхронизации последнего соединен с выходом генератора треугольных импульсов. Это позволяет повысить быстродействие и точность работы устройства.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2- эпюры, поясняющие ее работу.

Устройство содержит осветитель /, две поляризационные призмы - поляризатор 2 и анализатор 3, фотоприемник 4, модулятор 5,

усилитель-формирователь 6, логические элементы «И 7 и S, генератор 9 прямоугольных импульсов, генератор 10 треугольных импульсов и реверсивный счетчик 11.

Зависимость интенсивности светового потока Е осветителя, прошедшего призмы 2 и 3, в плоскости фотокатода фотоприемника нелинейная mcos2a (см. фиг. 2, эпюра Л) и определяется углом рассогласования а.х между плоскостями поляризации призм. Выход фотоприемника соединен через усилитель-формирователь 6 с входами логических элементов, на вторые входы которых включены противофазные выходы генератора 9. Вход синхронизации последнего подключен к выходу генератора 10, Который подсоединен к электрическому входу модулятора 5. Выходы логических элементов подключены к управляющим (знаковым) входам цифрового измерителя временных интервалов, например реверсивного счетчика 11, предназначенного для периодического измерения разности временных интервалов, например, методом подсчета импульсов стабильной частоты /о, поступающих на счетный вход счетчика от стандартного генератора (на фигурах не показан).

На модулятор с генератора 10 подается периодический сигнал (напряжение или ток). изменяющийся по закону «треугольной симметричной волны (см. фиг. 2, элюра В). и тт Для-1- тчтдля - is4 )..i Г, где Г - период следования, Um- амплитуда колебаний. На входы логических элементов 7 и 8 от генератора 9 подаются противофазные периодические прямоугольные импульсы длительностью - которые присутствуют во время прямого (от --Ujn до +Um) и обратного (от до -Um) хода модул-ирующего сигнала Работает предлагаемое устройство следующим образом. При лодаче на модулятор 5 сигнала Up с генератора 10 в системе появляется дополнительное кажущееся рассогласование (и--коэффициент пропорциональности), изменяющееся в соответствии с модулирующим сигналом (см. фиг. 2, эпюра В), которое накладывается на действительно измеряемое рассогласование dx, при .этом обеспечивается . В результате на катоде фотоприемника 4 интенсивность светового потока изменяется по закону E Erricos(a,x+ap) (см. фиг. 2, эпюра С). Фотоприемник преобразует световой поток в электрический сигнал U.n(t) ( + a) (см. фиг. 2, эпюра С), где Кп - интегральная чувствительность фотоприемника. Усилительформирователь 6 из электрического сигнала на выходе фотоприемника формирует короткие электрические импульсы в моменты, соответствующ ие нарастаниям сигналов (их передним фронтам) на выходе фотоприемника (см. фиг. 2, Эпюра D). Эти импульсы с усилителяформирователя поступают на входы логических элементов 7 и S и, если импульс D с усилителя-формирователя совпадает с управляющим импульсом прямого хода В, поступающим с генератора Я счетчик 11 начинает работать в режиме сложения счетных импульсов частоты fo до момента прихода следующего импульса D с усил.ителя-форм.и.рователя, со1В;надающего с управляющим импульсом обратного хода F с генератора 9, после чего счетчик начинает работать в режиме вычитания имнульсов частоты /о- При этом он выполняет операцию (см. фиг. 2, энюра F) /o(i-,)-fe(-±2A)-( 2А) - ±4/,Л где AA - цифровой код, фиксируемый счетчиком к концу цикла измерения, ti к tz - временные интервалы между импульсами D. Величина ДЛ определяется «з выражения К,Е cos К cos (Ш„ - ) , После подстановки значения Д в выражение для ДЛ ДЛ - ± а, Отсюда следует, что значение кода A/V на выходе счетчика связано линейной зависимостью с измеряемым углом ах (при Г, /о, k, t m const). При этом результат измерения не зависит от вида характеристики пропускания E,f(a.) устройства; и чувствительности фотоприемнИКа, а зависит только от стабильности параметров модулирующего воздействия. Сброс счетчика в нулевое положение производится, например, каждым импульсом , поступающим с усилителя-формирователя и совпадающим с прямым ходом модулирующей функции Up. Предмет изобретения Фотоэлектрическое устройство для контроля углового положения, содержащее последовательно расположенные осветитель, поляризатор, модулятор, анализатор, фотоприемник, выход которого подключен к усилителю-формирователю, и генератор треугольних импульсов, подключенный к модулятору, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия и точности работы, в нем дополнительно установлены два логических элемента «И, генератор прямоугольных импульсов и реверсивный счетчик, причем входы управления реверсивного счетчика соединены с выходами логических элементов «И, входы которых подключены к выходу усилителя-формирователя и к выходам генератора прямоугольных импульсов, вход синхронизации которого соединен с выходом генератора треугольных импульсов.

|-4IH;

дм

да