Фотоэлектрическое устройство для умножения электрических сигналов на гармонические функции Советский патент 1979 года по МПК G06G9/00 G06G7/16 

вуют требуемому, гармоническому закону, экстремумы шаблонов сдвинуты по окружности модулирующего диска на угол (п-гармоники), а ширина шаблонов соответствует шагу установленных встык прямоугольных светочувствительных слоев фоторезисторов в фотоприемном блоке 2 . Недостатками являются: во-первых, необходимость в разборке устройства при изменении номера гармонической зависимости и установке каждый раз модулятора с шаблонами соответствующих профилей, а также в перемонтаже электрической схемы при

йНОЖейий на четные и нечетные гармонические функции,, что связано с затратами времени для настройки устройства при умножении электрических сигналов на требуемую гармоническую зависимость. Это снижает экрнЬМйчйость экспериментальных аэроинамических исследований, т.к. для

сохранения идентичных параметров аэродинамическая труба при перемонтаже устройства для умножения не выклйчается, а в качест;ве привода в ней используются авиационные двигатели, потребляющие значительное количество горючего; во-вторых, неполная универсальHOCTS устанавливаемых углов между фоторезисторами и соответствующими осветителями на корпусе и на шторках для умножения на высшие гармонические составляющие, а именно кратные, 9 О, лишь для п 1,3... и кратные 45° - для п 2,6..., причем при ч необходимости умножения, например на гармоническую зависимость с П 4 ,5. .., углы смещения фоторезисторов и осветителей будут другими,а для ri 7 величина угла вообще образует иррациональное число, что в целом сказывается на точности умножения в худшую сторону;

в-третьих, необходимость в юстировке 4-хotттoэлeктpoнныx пар, причем при работе зачастую, к.ак показал |1 п|5актйк1а, нарушается идентичность каналов умножения и это неблагоприятно отражается на точности работы устройства.-Целью изобретения является повышение точности И уменьшение времени настройки устройства.

Поставленная цель достигается тем, что фотоэлектрическое устройство для умножения электрических сигналов на гармонические функции дополнительно содержит П-образный кронштейн, установленный в направ.ля едих, радиально расположенных

наЦилиндрическом корпусе и снабженных фиксатором, причем на про- тиволежащих щечках П-образного к 1онштей га ус тановлены соответственно осветитель с линейным конденсором и фотоприемный блок. - ..

На фиг. 1 представлена конструкция фотоэлектрического устройства; на фиг. 2 - его электрическая схе-. ма, а на фиг. 3 показан вид модулирующего диска и расположение отно-; сительно него фотоприемногр блока.

На фиг.1 обозначены: привод 1, Цилиндрич:еский корпус 2, вал 3, модулирующий диск 4, П-образный кронштей 5, осветитель 6, линейный конденсор 7, фотоприемный бЛок 8, направлякхцйе 9 и 10; на фиг. 2 обозначены: гтривод 1, модулирующий диск 4, фоторезисторы 11 и резисторы 12 множительного фоторезистивного моста, источники электрических сигнашов 13, синусные l4 и косинусные 15 вь1ходы устройства; на фиг. 3 цифрами рбозначены: модулирующий диск 4, фотоприемный блок 8, фоторезисторы 11 и светонепроницаемые шаблоны 16.

Устройство умножения на полйгармонические сигналы состоит из Mejjasfrfческой (фиг.1) и электрической (фиг. 2) частей. Для упрощения описания конструкция поясняется на примере двухканального устройства с порядковыми номерами гармоник , 3. Увеличение числа каналов умнозкёния и порядкового номера гармонической зависимости сопряжено лишь с увеличением числа фоторезисторов 11 и с добавлением концентричных светонепроницаемых шаблонов 16 модулирующего диска 4.

На модулирующем диске 4 (фиг.З) размещены 2 х К х m концентричные светонепроницаемые шаблоны (где К - число пар фоторезистивных множительных мостов, am- число гармоник), в виде замкнутых .овалов, определякадие гармонические функции гармоники требуемого порядка, построенныё.в полярных координатах отнрсительно начальных окружностей, расположенных соосно с осью вращения модулиругацего диска 4 с шагом, несколько превышак«цим удвоенную высоту светочувствительной площадки фоторезистора 11, а ширина светонепроницаемых шаблонов равна этой высоте и составляет максимальное значение амплитуды .гармонической функции. Экстремумы светонепроницаемых шаблонов в трактах синусного и косинусного сигналов каждой Ьармоники П сдвинуты вдоль окружности диска на угол . Все фоторезисторы 11, размещенные в фотоприемном блоке 8 располагаются радиально-продольно отнойительно оси вращения модулирующго диска 4, а точка прилегания встык пары фоторезисторов 11, включенных в общий мост, лежит на одной из начальных окружностей. На фиг. 3 прказано расположение фотоприемного блока 8 относительно модулирующего диска 4 .для случая умножения на гарадническую зависимость с п 1 (порядок n выбран возрастающим в направлении от оси диска 4 к периферии) .

Настройка и работа устройства производится следующим образом. На П-образном кронштейне 5, расположенном внутри корпуса 2, на одной его боковой щечке закрепляется осветитель 6 и конденсатор 7, а на другой - фотоприемный блок 8, причем его середина путем юстировки устанавливается симметрично оптической оси осветителя 6 и это положение остается в дальнейшем неизменным. Направляющая 10 П-образного кронштейна 5 фиксируется в одном из положений с шагом Н{1,11,Ш) относительно направляющей 9 корпуса 2 устройства, выбор которого определяется порядком требуемой гармоники П .

К входным диагоналям каждой пары мостов подключаются соответственно источники электрических сигналов 13 в виде напряжений TJ i (t) ииг) (), умножаемые на гармонические функции, в частности для случая, представленного на фиг. 3, это будут функциибАП wt и cosoot (п 1) ,являкщиёся временной функцией угла поворота вала 3 с модулирующим диском 4, по закону которых непрозрачные шаблоны 16 модулируют световые потоки фоторезисторов 11, что вызывает пропорциональное изменение приращений их сопротивлений (при .перекрытии половины светочувствительного слоя фоторезистора 11 по всоте его сопротивление равняется R)

В результате известного свойства четырехплечих мостов осуществлять перемножение входного напряжения на функцию приращений сопротивлеНИИ активных плеч, с выходных диагоналей 14, 15 мостов, являющихся выходами устройства, снимаются сигналы произведений, пропорциональные U (t) л w и TJ(t)cosncot.

При изменении пopядka г гармонической зависимости достаточно лишь сдвинуть П-образный кронштейн 5 относительно корпуса 2.и зафиксироват его в новом положении. Соответс ренно осветитель 6 - фотоприемный блок 8 переместятся относительно модулирующего диска 4 и светонепроницаемые шаблоны 16 гармонической зависимости требуемого порядка П перекрют световые потоки фоторезисторов 11 в блоке 8 (фиг. 3). Эта процедур не требует ни разборки корпуса 2 устройства для замены модулирующего диска 4, ни п-ерекоммутации электрической схе1«и.

Таким образом, при вращении вала 3 устройства с угловой скоростью W на его выходах 14, 15 получаем элекрические сигналы, пропорциональные )51п п cot и 17(1)00506,31, причем конструкция устройства позволяет уменьшить время настройки при умножении на разные гармонические функции без выключения устройства из работы и без остановки аэродинамическо трубы. Настройка сводится лишь к линейному радиальному перемещению П-образного кронштейна 5 относительно корпуса 2, которое значительно меньше,нежели имевшее место ранее угловое перемещение, и за счет этих конструктивных особенностей повышается точность работы устройства. К увеO личению точности работы устройства приводит и тот факт, что контролируются лишь углы смещения на 90°/п экстремумов в трактах синусного и косинусного сигналов каждой гармоники

5 и эти углы закладываются с высокой точностью уже при выполнении модулирующего диска 4.

Формула изобретения Фотоэлектрическое устройство для умножения электрических сигналов на гармонические функции, содержащее множительные фоторезйс гивные мосты, одни диагонали которых попарно подключены к соответствующим ис точникам электрического сигнала, другие диагонали к аждой пары множительных фоторёзистивных мостов являются соответственно синусными и косинусными выходами устройства, все фоторезисторы мостов размещены в фотоприем0 ном блоке, котбрый оптически связан через модулирующий диск с осветителем, на выходе которого установлен линейный конденсор, привод устройства, связанный с валом модулй5 рующего диска, который установлен в цилиндрическом корпусе и снабжен концентрич:нымй й ётбнепроницаемыми шаблонами в виде замкнутых овалов по числу гармоник, радиусы кривизQ ны шаблонов соответствуют требуемому гармоническому закону, экстремумы шаблонов сдвинуты по окружности модулирующего диска на угол 90°/п (П-номер г-армоники) , а ширина шаблонов соответствует шагу установлен ных встык прямоугольных светочувствительных слоев фоторезисторов в фотоприемном блоке, отличающееся тем, что,с целью повышения точности и уменьшения времени

0 настройки устройства, оно дополнительно содержит П-образный кронштейн, установленный в направляющих, радиально расположенных на цилиндрическом корпусе и снабженных фиксатором,

5 причем на противолежащих щечках

П-образного кронштейна установлены соответственно осветитель с линейным конденсором и фотоприемный блок. Источники информации, принятые

o во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР, № 374614, кл. Q 06 Q 7/16, 1970.

2.Заявка 1984856/18-24,

кл. Q 06 Q 9/00 от 03.01.74, по которой принято полох(ительное решение.

о выдаче авторского свидетельства.

/2

Г

12

ш I

Ut(t)sinn{ab

)COSnO)t

J

2it)slnncat , Yr

)COSnwt f516

n--z

.ъ