Функциональный преобразователь Советский патент 1976 года по МПК G06G7/26 G06G9/00 

1

Изобретение относится к информационно-измерительной и аналоговой вычисли тельной технике.

Известны функциональные преобразователи фотоэлектрического типа.

В основном авт. св. 432534 описан функциональный преобразователь, содержащий фотоэлементы и источник света, между которыми расположены лодвиишый светнепроницаемый экран, зеркала и фильтры, 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 И.

Недостатком такого преобразователя является временная и температурная нестабильность параметров.

Целью изобретения является повмщрлие стабильности работы преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенный функциональный npeofrразователь введены усилитель и расиоложенный совместно с фотоэлементами преобразователя компенсирующий оптрон, источник излучения которого через введенный дополнительный ограничительный резистор соединен с выводом включенного в цепь источника света основного о -раничительного резистора и выходом- усилителя, вход которого связан с разнополярными выходами источника опорного напряжения через введенный масштабный резистор и фогоприемник компенсирующего оптрона.

На чертеже представлена принципиальная схема функционального преобразовател

Функциональный преобразователь соотоит из фотоэлементов 1-4, расположенаых по длине перемещения подвижного светонепроницаемого экрана 5. Фотоэлемен 1, расположенный в зоне проекции экрана 5, соединен последовательно с фотоэлементами 2 и 3, которые расположены вне этой зоны, а их светочувствительные поверхности смещены относительно линии проекции края -экрана. Светочувствителъгная поверхность фотоэлемента 4 расположена без смещения относительно линии проекции края экрана 5, а сам фотоэлемен 4 включен параллельно с тремя фотоэлеме тами 1-3. Фотоэлементы 1-3 имеют дополнительную подсветку от источника света 6 через систему зеркал 7 и фильтр 8 - 10 с различной оптической плотность С фотоэлементами 1 - 4 связан общим тепловым полем компенсирующий оптрон 11, источник излучения 12 которого через основной 13 и дополнительный 14 ограничительные резисторы соединены с источником света 6. Резисторы 13 и 14 своим общим выводом подключены к выход усилителя 15. Вход усилителя 15 связан с разнополярными выходами источника 16 опорного напряжения - U K-tUon через масщтабный резистор 17 и фотоприемник 18 оптрона. Преобразователь работает следующим образом. При движении светонепроницаемого экра на 5 освещенность фотоэлемента 1 возрас тает, а освещенность фотоэлементов 2-4 уменьшается, что приводит к изменению электрических параметров цепи. В связи с тем, что фотоэлементы 1,2, 3 смещены в пространстве относительно друг друга и имеют различный уровень дополнительной подсветки, обусловленный выбором оптической плотности фильтров 8 - 10, происходит кусочн;о-линейная аппроксимаци воспроизводимой функциональной зависимос ти. Выбирая, в общем случае, число фотоэлементов, их тип, интервал смещения относительно линии проекции края светонепроницаемого экрана 5 и уровень дополнительной подсветки в зависимости от вида воспроизводимой функциональной зависимости, можно обеспечить требуемую точность кусочно-линейной аппроксимации, что определяется расчетным путем. Однако при изменении температуры или старении свойств фотоэлементов параметры преобразователя отклоняются от нормальных, что вызывает значительные дополнительные погрещности. Но одновременно изменяются и параметры оптрона 11, так как он находится в одинаковых рабочих условиях с фотоэлементами 1 - 4. Тогда при изменении сопротивления фотоприемника оптрона нарущается равенство токов, протекающих на входе усилителя 15 от разнополярных сигналов UQ и UQJ источника опорного напряжения. Это приводит к изменению яркости свечения источника света 6 преобразователя и источника излучения оптрона 11 в таком направлении, чтобы восстановить параметры фотоприемника оптрона до первоначальных и уменьщить раз- ность токов на входе усил;ателя ниже порога чувствительности. А так как источник света 6 преобразователя подключен к выходу того же усилителя 15, то восстана&ливаются параметры и самого функциональ - преобразователя. Так, например, если в качестве фотоэлементов 1-3 использованы фоторезисторы, а оптрон 11 состоит из микролампы накаливания и фоторезистора, что с ростом температуры сопротивления фотоэлементов 1-3 увеличиваются и уменьшается ток, протекающий на входе усилителя 15 от источника опорного напряжения tUof «Тогда на входе усилителя 15 возникает отрицательный потенциал, открывающий каскады усилителя 15 и уве.чичивающий яркость свечения как источника света 6 преобразователя, так и лампы накаливания оптрона 11, что снижает величину сопротивления фоторезис- тора оптрона 11 до первоначальной, а разность потенциалов на входе усилителя 15 становится меньще, чем его порог чувствительности. Одновременно уменьшается сопротивление фотоэлементов 1-3 преобразователя, что и стабилизирует его параметры. Аналогично происходит стабилизация и при снижении температуры или старении свойств элементов преобразователя. Для облегчения подбора оптронов 11 с заданными коэффициентами нестабильности по аналогичным параметрам фотоэлементов служат основной и дополнительной ограничительные резисторы 13 и 14, ивменяю- щие коэффициент связи усш1ителя 15 с источником света бис истошиком излучения 12 оптрона 11. Тип оптрона 11 выбран в зависимости от типа применен11ых в преобразователе фотоэлементов 1 - 3. Достоинством предлагаемого функционального преобразователя является его простота и высокая стабильность работы, совмещаемые с высокой точностью и чувствительностью . Формула изобретения Функциональный преобразователь по авт. свид. № 432534, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности работы преобразователя, в него введены усилиггель и расположенный совместно с фотоэлементами преобразователя компенсирующий оптрон, источник иэлучения которого через введенный дополнительный ограничительный резистор сое- динен с выводом включеш ого в цепь источника света основного ограничительного ре- зистора и выходом усилителя, вход котх рого связан с разнополярными выходами источника опорного напряжения через вве- денный масштабный резистор и фотоприемник компенсирующего оптрона.5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР Ма 432534, МКИ , от 13,03. 72г. (прототип).