Фотоэлектрический преобразовательпЕРЕМЕщЕНия B КОд Советский патент 1981 года по МПК G08C9/06 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровьам вычислительным устройством.

Известны преобразователи, содержащие четырехквадрантный фотоприемник, выходы которого подключены к сопротивлениям нагрузки, и блок обработки аналоговой информации 1. Недостатком такого преобразователя является низкая точность работы.

Известны преобразователи перемещения, содержащие считывающий блок с четырьмя фотоприемными элементами, выходы которых подключены к сопротивлениям нагрузки и компараторам, блоки суммирования токов 12. Недостатком такого преобразователя является низкая точность, вызванная нестабильностью козффициентов передачи выходных сигналов фотоприемников, а также нестабильностью работы сё№1их фотоприемников и источника излучения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий блок с

четырьмя фотоприемными площадками, две из которых подключены к переключателю, выходы переключателя соединены с другими фотоприемными площадками и подключены к входам компаратора и через элементы нагрузки к ключам, выход компаратора подключен к одному входу регистра, генератор импульсов, подключенный к другому входу регистра, выходы которого подключены к управляющим входам ключей 3. Недостатком преобразователя является увеличение погрешности при больших отклонениях.

Целью изобретения является повышение точности работы преобразователя.

Поставленная цель достигается тем что в фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий блок с четырьмя фотоприемными площадками, две из которых подключены к переключателю, выходы переключателя соединены с другими фотоприемными площадками и подключены к входс1м компаратора и через элементы нагрузки к ключам, выход компаратора подключен к одному входу регистра, и генератор импульсов, введены триггер, блок элементов И, делитель частоты и фильтры. Генератор импульсов подключен к входу делителя частоты, выход которого соединен с другим входом регистра. Выходы разрядов делителя частоты и регистра подключены к блоку элементов И, выход которого и выход делителя часто ты подключены к установочным входам триггера, выходы которого подключены к управляющим входам ключей, а фильтры подключены к входам компаратора .

Структурная схема преобразователя представлена на чертеже.

Фотоэлектрический преобразователь содержит блок 1 с четырьмя фотоприемными площадками, две из которых подключены к переключателю 2. Выходы переключателя 2 соедиг.ены с первой и третьей фотоприемными площадками и подключены к входам компаратора 3, а через элементы нагрузки (резисторы) 4 и 5 к ключам б и 7. Генератор 8 импульсов подключен к делителю 9 частоты, выходы разрядов которого подключены к блоку 10 элементов И. Другие входы блока 10 соединены с выходами регистра Ц. Выходы блока 10 и делителя 11 подключены к входам триггера 12, выходы которого подключены к управляющим входам ключей б и 7. Выходы компаратора 3 и делителя 9 частоты подключены к входам регистра 11. Элементы фильтра (конденсаторы) 13 подключены к входам компаратора 3.

Преобразователь измеряет величину отклонения светового пятна, связанного с объектом перемещения, относительно центра блока 1 сначала по однрй координате (например, X), а потом по другой координате (У). Для формирования кода положения светового пятна по координате X переключатель 2, устанавливается в такое состояние, когда к одному входу компаратора 3 и резистору 4 подключаются вторая и четвертая фотоприемные площадки, а к другому входу компаратора 3 и резистору 5 - вторая и третья фотоприемные площадки. Выходные токи фотоприемных площадок попарно суммируются.

По сигналу пе51еполнения непрерывно работающего делителя 9 частоты срабатывает триггер 12, который отк вает ключ б, а ключ 7 закрывает. При равенстве выходных кодов делителя 9 частоты и регистра 11 на выходе блока 10 формируется импульс, который производит обратное срабатывание триггера. Ключ 6 закрывается, а ключ 7 открывается. В результате на входах компаратора 3 формируются два ШИМ-сигнала, среднее значение напряжения каждого из которых пропорционально произведению суммы токОв двух параллельно включенных фотоприемных площадок на коэффициен заполнения или его дополнения до едницы. Величина коэффициента заполнения определяется кодом регистра 11, а отношение кода регистра 11 к его дополнению пропорционально отношению измеряемых токов. Конденсаторы 13 выполняют функцию выделения по стоянной составляющей входных напряжений компаратора 3.

При смещении светового пятна от равновесного положения один суммар-ный ток увеличивается, а другой

уменьшается. На выходе .компаратора 3 появляется сигнал смещения светового пятна в определенную сторону. Код регистра 11 под воздействием

f выходных импульсов.делителя 9 частоты изменяется так,чтобы изменением величины коэффициента заполнения ШИМ-сигналов скомпенсировать изменение тока и выравнять входные напряжения компаратора 3.

после передачи выходного кода регистра 11 потребителю начинается определение положения светового пятна по координате У. Переключатель 2 устанавливается в такое состояние,

5 когда к одному входу компаратора 3 и резистору 4 подключаются первая и вторая фотоплощадки блока 1, а к другому входу .компаратора 3 и резистору 5 - третья и четвертая фо0 топлощадки блока 1.

Далее процесс измерения происходит аналогично..

Дискретность перемещения ,в таком 5 преобразователе определяется числом разрядов делителя частоты и может быть выбрана весьма малой, что ведет к повышению точности работы преобразователя.

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий блок

с четырьмя фотоприемными площадками, две из которых подключены к переключателю, выходы переключателя соеди(ены с другими фотоприемными площадками и подключены к входам компаратора и через элемен.ты нагрузки к ключам, выход компаратора подключен к одному входу регистра, генератор импульсов, о-тличающийс я тем, что, с целью повышения точности

работы преобразователя, в него введены триггер, блок элементов И, делитель частоты и фильтры, генератор импульсов подключен к входу делителя частоты, выХод которого соединен .с другим входом регистра,

выходы разрядов делителя частоты и регистра подключены к блоку элементов И, выход которого и выход делителя частоты подключены к установочным входам триггера, выходы которого подключены к управляющим вхо