ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1974 года по МПК G06G7/26 

1

Изобретение относится к информационноизмерительной и аналоговой вычислительной технике.

Известны функциональные преобразователи, содержащие фотоэлементы и источник света, между которыми расположены подвижный светонепроницаемый экран, зеркала и фильтры.

Однако такие преобразователи имеют низкую точность преобразования в области малых перемещений и сложны по конструкции.

Целью изобретения является упрощение конструкции функционального преобразователя и повышение его точности.

Эта цель достигается тем, что в предлагаемом функциональном преобразователе фотоэлементы расположены по длине перемещения подвижного светонепроницаемого экрана, смещены один относительно другого в соответствии с границами участков аппроксимации функции и оптически связаны с источником света через зеркала.

Схема функционального преобразователя показана на фиг. 1; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 представлена кусочно-линейная аппроксимация расчетной функциональной зависимости.

Функциональный преобразователь состоит из фотоэлементов 1, 2, 3 и 4, расположенных по длине перемещения подвижного светонепроницаемого экрана 5. Фотоэлемент 1, расположенный в зоне проекции экрана 5, соединен непосредственно с фотоэлементами 2 и 3, которые расположены вне этой зоны, а их светочувствительные поверхности смещены относительно линии проекции края экрана. Светочувствительная поверхность фотоэлемента 4 расположена без смещения относительно линии проекции края экрана 5, а сам фотоэлемент включен параллельно с тремя фотоэлементами 1, 2 и 3 (фиг. 2). Кроме того, фотоэлементы 1, 2 и 3 имеют дополнительную подсветку от источника света 6 через систему зеркал 7 и фильтры 8, 9 и 10 с различной оптической плотностью.

При движении светонепроницаемого экрана 5 освещенность фотоэлемента 1 возрастает, а фотоэлементов 2, 3 и 4 уменьшается, что приводит к изменению электрических параметров цепи. Так, например, при использовании в качестве фотоэлементов фоторезисторов сопротивление фоторезистора 4 Кф, увеличивается при этом движении по линейному закону (см.

фиг. 3, кривая 11). Суммарное сопротивление 2 параллельно включенной цепочки из трех фоторезисторов 1, 2, 3 и фоторезистора 4 тоже изменяется. Для того, чтобы это сопротивление RS изменялось по заданному, например,

логарифмическому закону ( ), необходимо, чтобы и сопротивление трех включенных последовательно фоторезисторов изменялось по следующей расчетной зависимости:

о ф.()

«Ф,-(1п + С)

где С - константа, равная начальному сопротивлению параллельной цепочки. Осуществляя кусочно-линейную аппроксимацию расчетной кривой 12, можно произвести логарифмическое преобразование с достаточной точностью. На фиг. 3 (кривая 13) показана кусочно-линейная аппроксимация расчетной кривой тремя отрезками прямой, обеспечивающая класс точности логарифмического преобразования не ниже 0,5%. В соответствии с шириной участков аппроксимации в диапазоне преобразуемых перемещений А/ фоторезисторы 2 и 3 смещены относительно фоторезистора 4, светочувствительная поверхность которого не имеет смещения относительно линии проекции края экрана 5. Интервал смещения между границами электродов определен расчетным путем в соответствии с требуемой точностью и составляет для четвертого и второго фоторезисторов 0,21 А1, а для четвертого и третьего - 0,5 Д/. Таким образом, при движении светонепроницаемого экрана 5 на первом участке аппроксимации изменяется только сопротивление одного фоторезистора 1 (оно уменьщается). На втором участке аппроксимации в работе уже участвует фоторезистор 2. Его сопротивление увеличивается при затемнении. Аналогично включается в работу и фоторезистор 3 на третьем участке. Уровень дополнительной постоянной подсветки фоторезисторов 1, 2 и 3 выбран с учетом обеспечения требуемого угла наклона отрезков прямых на участках аппроксимации, что определяется соответствующей оптической плотностью фильтров 8, 9, 10. Увеличение количества участков аппроксимации позволяет увеличить точность и диапазон логарифмического преобразования малых перемещений, например, четырех участков достаточно для осуществления логарифмического преобразования по классу точности 0,2%.

В общем случае количество фотоэлементов, их тип, интервал смещения относительно линии проекции края светонепроницаемого экрана и уровень дополнительной подсветки зависят от вида воспроизводимой функциональной зависимости и точности кусочно-линейной аппроксимации, что определяется расчетным путем.

Предмет изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий фотоэлементы и источник света, между которыми расположены подвижный светонепроницаемый экран, зеркала и фильтры, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повьпиепия точности, в нем фотоэлементы расположены по длине перемещения подвижного светонепроницаемого экрана, смещены один относительно другого в соответствии с границами участков аппроксимации функции и оптически связаны с источником света через зеркала.

Ч X

/

Stiix

/ff

fus f

R

f 2