Преобразователь перемещения в фазу Советский патент 1978 года по МПК G01D5/30 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ФАЗУ

1

Изобретение относится к области автоматикн и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых Источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известен, преобразователь переФаещения в фазу, содержащий источник излучения, выход которого через подвижный и неподвижный растры оптически связан с фотоприемниками, псдключенй1а1ми через модулятснйл к суладатору, а выход сумматора подключен к избирательному усилителю .

Недостатком такого преобразователя являются погрешности вызванные избирательным усилителем ииестабильностью фотоприемников.

Известен также преобразователь, содержащий многофазньй генератор синусоидального напряжения, каждый из вьиодов которого пояклк1чеи к соответствующему источнику излучения, выходы которых через подвижный и неподвижный растры оптически связаны с фотоприемником, а выход ФотоприемнИка подключен к усилителю 2 .

Недостатком такого преобразователя является низкая точность, вызванная not-решностью смещения по фазе .выходных.сигнёшов генератора и погрешностью коэффициентов передачи источников излучения.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению язпц-. ется преобразователь перемещения в фазу, содержащий генератор синусоидального напряжения, подключенный к источнику излучения выход которого через подвижный и неподвижный растры оптически связан с четырьмя фотоприемниками, выходы которых попарно подклшчены к входам дифференциальных усилйгтелей, а выходы; дифференциальных усилителей подключены к фазосдвигающей -цепочке 3 .

Недостатком этого преобразователя является низкая точность, вызванная погрешностью Изменения коэффициентов передачи фотоприемников.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены три дополнительных источника излучения, а генератор синусоидального напряжения выполнен четырехфазным, три дополнительных выхода генератора синусоидального напряжения падключены. к трем дополнительным источникам излучения, каждый из которых через подвижный и неподвижный растры оптически связан с четырьмя фот1 приемниками. Структурная схема преобразовател представлена на чертеже. Преобразователь содержит четырех фаэннй генератор 1 синусоидального напряжения, один выход которого подключен к источнику 2 излучения, а дополнительные выходы подключены к ,соотввтствуюиим дополнительным источника 3, 4, 5 излучения. Каждый источник излучения через оптическую систему б, подвижный растр 7 и соответствующее окно 8, 9, 10, 11 неподвижного растра 12 оптически связан с фотоприемниками 13, 14, 15, 16. Выходы фотоприемников 13 и 14 подключены к входам дифференциального усилителя 17 переменного тока, а выходы фотоприемников 15 и 16 под ключены к входам дифференциального усилителя 18 переменного тока. Выхо ды дифференциальных усилителей 17 и 18 подключены к входам фазосдвигающей Tie-цепочки 19. Преобразрватель перег-ещения в фазу работает следующим образом. Генератор 1 вырабатывает синусоидальные напряжения, смещенные по фазе относительно друг друга Hail/2. Синусоидальные напряжения использую ся для модуляции светового потока источников 2-5 излучения. Штрихи подвижного растра 7 и штрихи неподвижного растра в каждом из окон 8, 9, 10, 11 образуют световые комбинационные полосы, совпадающие по фазе. Световая комбинационная полоса, сфО1 «ированная в одном окне передается, например, с помощью светопроводов, на каждый из четырех фотоприемников со сдвигом по фазе на11/2 Аналогично передаются световые комбинацисжные полосы, сформированные в каждом из др/гих окон. В результате на вход каждого фотоприемника поступает четыре световых потока. КаждЕ4й из потоков модулирован в пространстве и во временисинусоидальны сигналом, смещеннь1м по фазе на 1172 по отношению к синусоидальному сигналу, модулирующему соседний светово поток. Общий световой поток Ф на каждо j фотоприемнике можно математически представить выражением ф.,.1.т„5ш(.1| + з|)х X i-uti 2 соа (wl м f 4 к) где Ф, - среднее значение светового потока i - источника излучения Ht,- - глубина пространственной и временной модуляции светового потока в i окне; gtj - величина перемещения подвижного растра; 60 - круговая частота временной модуляции; t - время; -О, 1, 2, 3, - номер окна, формирующего световой поток ; , - О, 1, 2, 3 - номер фотоприемника;К 0, 1, 2, 3 - число, определяющее начальный сдвиг фазы. Выходы фотоприемников с четными номерами подключены к входам дифференциального усилителя 17, а выходы фотоприемников с нечетными номерами подключены к входам дифференциального усилителя 18. Фотоприемники 13, 14, 15, 16 преобразуют световой поток в электрический сигнал. Дифференциальные усилители 17 и 18 передают только переменную составляющую выходных сигналов фотоприемников. Поэтому в выражении целесообразно рассматривать только две группы слагаемых/ представляющих переменную по времени составляющую суммарного светового потока. Амплитуда слагаемых одной из этих групп не зависит от угла поворота. Погрешность преобразователя,которую можно выявить при анализе этой группы слагаемых, определяется произведением неидентичности источников излучения (или амплитуды выходных сигналив генератора 1), и неидентичности фотоприемников и представляет собой величину .второго порядкамалости. Амплитуды другой группы слагаемых переменной во времени составляющей световых потоков Ф изменяются в функции угла поворота. При передаче сигналов, опреде-, ляемых другой группой слагаемых, через дифференциальные усилители 17 и 18 на их выходах формируются сигналы с постоянной амплитудой и линейно изменяющейся фазой в функции угла поворота. На выходе фазосдвигающей цепочки 19 формируется сигнал с постоянной амплитудой и линейно изменяющейся фазой в функции угла поворота. Погрешность преобразователя, выявленная в результате анализа группы слагаемых с переменной амплитудой, также сводится к величине второго порядка малости. В результате в предлагаемом преобразователе значительно увеличивается точность по сравнению с известными преобразователями такого типа. Экономический эффект от использования преобразователя: определяется его техническим преимуществом. Формула изобретения Преобразователь перемещения в фасодержащий генератор синусоидалького напряжение г подключенный к источнику излучения, выход которого через подвижный и неподвижный растры оптически связан с четырьмя фотоприемниками, выходы которых попарно подключены ко входам дифференциальных усилителей, а выходы дифференциальных усилителей подключены к 4)азосдвигаюадейТ С -цепочке, от л ичающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него Еведены три дополнительных источника излучения, а генератор синусоидального напряжение выполнен четырехфазным, три дополнительных выхода генератора синусоидального напряжения подключены к трем дополнительным источникам излучения, каждый из которых через подвижный и неподвижный растры оптически связан с четырьмя фотоприемниками.

Источники 1нформации, принятые во внимание при экспертизе{

13

19