Фотоэлектрический преобразователь положение-фаза Советский патент 1974 года по МПК G08C9/06 

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗШ АТЕЛЬ ПОЛОЖЕНИЕ - ФАЗА

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и може быть применено в качестве датчика обратной связи в фазовых системах программного управления станками, а также в преобразователях угловых и линейных перемещений в код.

Известны фотоэлектрические преобразователи положение-фаза, содержащие генератор импульссш, источник опорного напряжения, подключенный через соответствующие схемы сравнения ко входам усилителей, другие входы которых подключены к выходу генератора несущей частоты, а выходы - к первым входам систем управления источниками света, связанным через оптическую систему с фотоприемниками.

Целью изобретения является повышение 10ЧНОСТИ и надежности работы преобразова теля.

Это достигается тем, что в него введены последовательно соединенные схемы срав} ения, усилители и схемы управления источниками света, а также амплитудные детекторы, ключи, дифференниальные схемы

и фазосдвигающие цепи, причем генератор импульсов подключен ко вторым входам схем управления источниками света и к первым входам ключей, соединенных с амплитудными детекторами.

На фнг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства не. фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Выходы генератора импульсов 1 подключены ко вторым входам схем управления источниками света 2, к первым вхо дам которых подключены выходы усилителей 3. Одни входы усилителей 3 соединены с выходами соответствукнцих схем сравнения 4, а другие - с выходом генератора несушей частоты 5, К первым входам схем сравнения 4 подключен выход источника опорного напряжения 6, а ко вторым их входам - выходы амплитудных детекто

ров 7, входы котороых соединены с выхоами ключей 8.

Первые входы ключей 8 соединены с выходами 1 нератора импульсов 1 н с первыми входами других ключей 9. Вторые

входы ключей 8 и 9 соединены соответственно с первыми 10 я вторыми 11 фото- ; приемниками. Выходы 9 через амплитудные детекторы 12 попарно подкшочеяы к дифференциальным схемам 13, подключенным к двум фазосдвигающим пе ням 14. Фотоприемники 1О и 11 через оптическую систему, состоящую из линз 15 и полупрозрачных гшастнн 16, оптически связанны с источниками света 17, }1ндикатор 1ые растры 18 и измеритель ные растры 19 расположены между линзо 15 и полупрозрачными пластинами 16. Преобразователь работает следующим образом. С выхода I HepaTOpa несущей частоты 5 снимается синусоидальное напряжение, которс е поступает на входы уснлителей 3 С выходов этих усилителей снимаются напряжения : jL i/iJmiSmcot, где ,2, 3, 4; СО - круговая частота; t - время; 1 коэс|)фициент усиления усили-геля Напряжения Ug поступают на выходы схем управления источниками свечП 2, на другие входы которых поступают импульс U) четырехфазного генератора импул1 сов 1. Пачки импульсов Ц (см. фиг. 2) ча много большей частоты не cyuuix колебаний со , сдвинуты одно относительнодрутогх) на - . В результат акшлитудно-импульсной модуляции токов, протек-ающих через 1 ::1-очимк света 17, в ; схемах управления )ч{1иками света 37 :излучают световые импульсы. Световые импульсы, пройдя через по- ,лупрозрачные пластины 16, измерительиый 19 и индикаторный 18 растрь,, линау 15, попадают на входной зрачок фотоириемника 11. С выхода фотоприемника 11 на входы ключей 9 п(х;тупает напряже ние Ujj (см. фиг. 2). Измерительный 19 и индикаторный 18 растры образуют муаровые сопряжения, функкии пропускания которых имеют вид %(0)So{l mQSin e-f CL-i) So в средняя составляющая и индекс модуляции функци пропускания, или , 9jUJ - линейный или угловой шаг растроь X v(i - линейное или угловое положение измерительного растра. Ключи 9, управляемые генератором импульсов 1, подключают фотоприемник 11 поочередно ко входам амплитудных детекто ров 12. С выходов амплитудных детекторов 12 на входы дифференциальных схем 13 подаются переменные составляющие ojni бающих импульсов фотоприемников Uqi . 3 дифференциальных схемах 13 осуществляется попарно вычитание напряжений J и ) С выходов дифференциальных схем 13 снимаются сигналы вида Uac- Выходные напряжения дифференциальных схем 13 поступают Eta входы фазосдвигаюших цепей 1 4 с выходов которых снимаются напряжения и и (см, фиг. 2). Разность фазовых сдвигов напряжений ИИ и.- пропорциональна 20 и, еле rtc Ь довательно, X и;ш f . Поскольку в описанном преобразова-геле используется один фотоприемник 11, то из менения его параметре не влияют па точность работы преобразователя. Для уменьшения влияния неодиааковости источников света 17 на точность работы преобразователя в нем осуществляв ся автоподстройка, имеющая целью выравнять переменные составляющие огибающих световых потоков источников света 17. Световые потоки источников света 17, нройд через полупрозрачные пластины 1 6 и лин зу 15, попадают на фотоприемник 10, С выходов фотоприемника Ю импульсы поступают через попеременно открываюшиес ключи 8, управляемые генератором импул сов, и амплитудные дегекторы 7 на входы соответствующих схем сравнения 4, на вто-рые входы которых поступает опорное напряжение и о . С выходов сравнения 4 снимаются напряжения Uji|, , управляющие коэффициентами усиления усилителей 3 так, чтобы выравнять амплитуды световых потоков каждого из источников {гвета 17,

Предмет изобретения

aj

Фотоэлектрический преобразсщатель по- . ложение - фаза, содержащий измерительный и индикаторный растры, генератор импульсов, источник опорного напряжения, подключенный через соответствующие схемы сравнения ко входам усилителей, другие входы которых подключены к выходу генератора несущей частоты, а выходы к первым входам схем управления источниками света, связанных через оптическую систему с фотоприемникамы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы, в него дополнительно введены последоваГвльно соединенные схемы сравнения, усилители и

схемы управления источниками света, а также амплитудные детекторы, ключи, дифференциальные схемы и фазосдвигающие цепи, причем генератор импульсов подключен ко вторым входам схем управления источниками света и к первым входам ключей, соединенных с амплитудными детекторами, вторые входы одних ключей соединены с первым фотоггриемником, а выходы амплитудных детекторов подключены ко вторым входам схем сравнения, второй фотоприемник подключен ко вторым входам других ключей, соединенных другими амплйтудньми детекторами, выходы которых попарно подключены к дифференциальным схемам подключенным к двум фазосдви1аюи им непям. Гп гН гН гп //.. SSSr /г. / гп р. (

Z

Х

О