Фотоэлектрический преобразователь перемещений Советский патент 1981 года по МПК G01B21/00 

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использован для измерения перемещений, например в автоматических системах. Известен датчик линейных перемещений, основанный на счете муа хэЬых полос и содержащий последовательно расположенные источник света, конден сор, неподвижные растры, подвижный растр и три фотоприемника fll. Недостатком датчика является наличие сложной растровой системы и нескольких фотоприемников. Наиболее близким к предлагаемому является фотоэлектрический преовразователь перемещений, содержащий источник света и последовательно установленные по ходу светового луча теневую маску с равновеликими проэрачнь 1и участками, дифференциальный фотоприемник и мостовую схему измере ния 2. Недостатком известного преобразователя перемещений является то, что он преобразует перемещения, осуществ ляемые только по одной координате.. Кроме того, преобразователь имеет дв конструктивных элемента, заслонку и маску, осуществляющих одну и ту же

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ функцию - формирование световых зондов., Цель изобретения - обеспечение возможности преобразования перемещений по двум координатам. Поставленная цель достигается тем, что фотоэлектрический преобразователь перемещений снабжен коммутационным блоком, обеспечивающим включение дифференциального фотоприемника в одно из плеч мостовой схемы измерения или каждой из двух частей дифференциального фотоприемника в соответствующее плечо мостовой схемы измерения, дифференциальный фотоприемник выполнен в виде фотопотенциометра, а прозрачные участки теневой маски выполнены симметричными относительно плоскости, перпендикулярной оси чувствительности фотопотенциометра. На фиг.1 изображена схема фотоэлектрического преобразователя перемещений/ на фиг.2 - принципиальная схема фотоэлектрического преобразователя перемещений при преобразовании перемещений по оси У; на фиг.З - то же, по оси X. фотоэлектрический преобразователь перемещений содержит источник 1 света, последовательно установленные по

ходу светового луча теневую маску 2, связываемую с перемещающимся объектом и фотопотенциометр 3, включенный в мостовую схему 4 измерения с гальванометром 5 в измерительной диагонали г и коммутационный блок б.

Теневая маска 2 содержит равновеликие симметричные относительно плоскости, перпендикулярной оси чувствительности фотопотенциометра, прозрачные участки 7 и 8, имеющие форму параллелограммов и расположенные под углом друг к другу.

Фотопотенциометр 3 имеет нанесенные На диэлектрическую подложку 9 резистивный слой 10 и коллектор llj, Между которыми расположен фотопроводящий слой 12, Резистивный слой имеет выводы 13 и 14.

На фотопроводящий слой 12 спроецированы участки теневой маски 2, представляющие собой световые зонды 15 и 16.

Коммутационный блок 6 имеет контакты 17-20, 22 и 23.

Преобразователь работает следующим образом.

Для преобразования перемещений теневой маски оси У коммутационный блок 6 должен находиться в первом состоянии. Первым состоянием является замкнутое положение контактов 17 и 18, 19 и 20 .(фиг.2). В этом случае фотопотенциометр 3 оказывается включенным в мостовую схему 4 измерения 8 качестве переменного резистора 21.

Ток по фотопотенциометру 3 протекает от вывода 13 по резистивному слою 10 до точки попадания светового зонда 15 на фотопроводящий слой 12, откуда через фотопровод}вдйй мостик поступает на коллектор 11, доходит до второго фотопроводящего мостика в точке попадания светового зонда 16 н фотопроводящий слой 12, снова поступает на резистивный слой 10 и течет до вывода 14 и далее в мостовую схему измерения. Таким образом, участок резистивного слоя 10 между точками попадания световых зондов 15 и 16 оказывается зашунтированным через сравнительно низкоомные фотопроводящие мостики и коллектор 11. При перемещении теневой маски 2 изменяется расстояние между световыми зондами 15 и 16. При этом изменяется длина шунтируемого участка резистивного слоя 10, что приводит к изменению сопротивления фотопотенциометра 3 и, соответственно, тока в изМерительнйй диагонали мостовой схемы 4 измерения.

Для преобразования перемещений теневой маски 2 по оси X коммутационный блок 6 должен находиться во втором состоянии. Вторым состоянием является замкнутое положение контактов 17 и 22, 19 и 23 (фиг.ЗЬ

В этом случае фотопотенциометр 3 оказывается включенным в мостовую - схему 4 измерения в качестве двух пе-. ременных резисторов 24 и 25.

Резистором 24 является часть резистивного слоя 10 от вывода 13 до точки попадания светового зонда 15 на фотопроводящий слой 12. Резистором 25 является часть резистивного

. слоя 10 от вывода 14 до точки попадания светового зонда 16 на фотопроводящий слой 12. . При перемещении теневой маски 2

5 изменяются величины частей резистивjHoro слоя 10, являющихся резисторами 24 и 25. Таким образом, изменяются сопротивления активных плеч мостовой схемы 4 измерения и ток в измерительной диагонали мостовой схемы 4 измерения.

При Преобразовании перемещений теневой маски 2 по оси X, перемещения по оси У не влияют на величину тока

5 в измерительной диагонали мостовой схемы 4 измерения. При преобразовании перемещений по оси У, перемещения по оси X также не влияют на величину тока в измерительной диагонали.

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий источник света и последовательно установленные по ходу светового луча теневую маску с равновеликими прозрачными участками, дифференциальный фотоприемник и .

мостовую схему измерения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности преобразования перемещений по двум координатам, он снабжен коммутационным блоком,

Обеспечивающим включение дифференциального фотоприемника в одно из плеч мостовой схемы измерения или каждой из двух частей дифференциального фотоприемника в соответствующее плечо мостовой схемы измерения, . дифференциальный фотоприемник выполнен в виде фотопотенциометра, а прозрачные участки теневой маски выполнены симметричными относительно плоскости, перпендикулярной оси чувствительности фотопотенциометра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 665205, кл. G 01 В 11/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 532760, кл. G 01 D 5/32, 1976 .(прототип)

.i