Функциональный фотопотенциометр Советский патент 1981 года по МПК G06G9/00 G06G7/26 H01C13/00 

I

Изобретение относится к автоматыке и информационно-измерительной техt KS, где может быть использовано в качестве бесконтактного функционального позиционно-чувствительного датчика оптических следящих систем.

Известен функциональный фотопотенциометр, в котором электроды и граница резистивного слоя профилированы в соответствии с действительной и мнимой частями аналитической функции, называемой комплексным потенциалом электрического поля и совпадаютей по виду с выходной харгхктеристикой прибора. Это дает возможность создать требуемое эJTeктpичecкoe поле в резистивном слое,и обеспечить реализацию заданной выходной характеристики tl1

Недостаток известного устройства точность, обусловленная шунтирующим влиянием фотослоя, неоднородностью резистивного и фотослоев и дру гими технологическими факторами, искажающими выходную характеристику при бора..

Цель изобретения - повышение точности фотопотенциометра.

Поставленная цель достигается тем, что в функциональный фотопотенциометр, содержащий прямоугольную диэлек

трическую подложку, в направлении длины которой расположен омический коллектор, связанный в направлении ширины подложки через прямоугольный коммутирующий фоторезистивный слой с профилированной по длине и ширине резистиБНой пленкой, две противолежащие боковые границы внешнего контура которой снабжены омическими электродами

10 одними торцами соединенными с коммутирующим фоторезистивным слоем, который оптически связан с функциональным входом фотопотенциометра, а часть поверхности резистивной пленки снабжена

15 дополнительными внешними корректирующими омическими слоями, границы кото рых функционально профилированы и в направлении ширины подложки выполнены в соот;ветствии с соотношением

20

Т;Ь.Г С09КЧ С:И-0,У1, к-о

а границы внешнего контура резистивной пленки в направлении длины г:ол-25ложки выполнены в соответствии с соотношением

m

2 b,, 51икЧ-Сд fi-OsH,

K-:1J где Ък полиноминальные коэффициенты заданной входной функции iUl; ( Cj и C| - конструктивные постоянные, определяемые энергетическими характе ристиками фотопотенциометра; X и у - координаты резистивной пленки соответственно в направлении длин и ширины диалектрической подложки, введены задающие потенциометры и ленточные корректирующие омические слои, расположенные на внутренней (поверхности резистивной пленки, причем одйи торцы ленточных корректирую щих омическ|1Х слоев соединены тирующим фоторезистивным слоем, а другие торцы подключены к движкам со ответствующих задающих потенциометро каждый из которых соединен с питающи ми входами фотопотенциометра. На фиг. 1 изображена конструкция функционального фотопотенциометра, на фиг. 2 - его выходные характеристики. Фотопотенциометр состоит из подложки 1, на поверхность которой нанесена профилированная резистивная пленка 2, заключенная между профилир ванными электродами 3- и 4 и контактирующая через фотокоммутирующий (ре зистивный) слой 5 посредством светового зонда б с коллектором 7. На поверхность резистивной пленки 2 нанесены ленточные корректирующие омические слои 8, подключенные, как и электроды, через задающие потенциометры 9 к питающим входам фотопотенциометра. Контур резистивной пленки выполне в соответствии с действительной и М1У1МОЙ частями аналитической функции 4U)--UC,V)(x,V), U) совпадающей по виду с выходной харак теристикой прибора UBbix W. Уравнени электродов и свободной границы соответственно имеют вид , U(x,M)--C3,N{x,N))TCn, Ш где Сд, Cq - постоянные, определяемы диапазоном реализации заданной функ ции и технологическими параметрами фото.потенциометра. Лфнточные омические слои 8 профили| ованы в соответствии с эквипот циалами электрическогополя, заданн го контуром резистивной пленки, и о ределяются уравнениями

иСх,):Сц, (.г)

где Сд Ск С94где Ug, и эо. - потенциалы электродов Подрегулировку выходной характеристики необходимо производить под к - номер дополнительного слоя, С fC - постоянные, определяющие ле вый 3 и правый 4 электроды соответственно. Полное сопротивление R задающих поенциометров 9 выбрано из соотнощения где Г.- минимальное сопротивление резистивной пленки 2 между соседними ленточными оглическими слоями 8 или между омическими слоями 8 и электродами 3 или 4 . Устройство работает следующим образом. Электроды 3 и 4 создают в резистивной пленке 2 исходное электрическое поле с требуемым распределением потенциала на границе резистор-фотослой ) . Узкий световой зонд, сканирующий по фотослою, создает в нем проводящий мостик, передающий потенциал соответствующего участка резистивной пленки 2 на коллектор 7, реализуя вы1ходную характеристикуЧ(.к) , запрограммированную контуром резистивной плен, ки 2. Однако выходная характеристика искажается многими технологическими факторами (неоднородность резистивного и фотослоев, шунтирующее влияние фотослоя, подсветка, перекос мат сок при изготовлении и др.) Для компенсации указанных искажений введены ленточные корректирующие слои 8, на которые через потенциометры 9 подаются корректирующие потенциалы. Так как ленточные слои 8 профилированы по эквипотенциальным линиям (З), а полное сопротивление потенциометров 9 выбрано из условия (4), то они не искажают первоначального электрического поля, позволяя проводить кусочно-функциональную аппроксимацию реализуемой функции. На ленточные омические слои 8 подаются потенциалы, обеспечивающие для соответствующих позиций светового зонда точное совпадение выходного сигнала с реализуемой функцией преобразования. Если задан диапазон выходных сигналов Bblx Быxw J8b«o яляСХо.Х. то потенциалы ленточных слоев 8, обеспечивающих кусочно-функциональную аппрокси мацию заданной характеристики, определяются по формуле Ч- S(u, uUg|.,VBblX4.JbbllCO &Ь1 (ху)-ч(Уо;