Фотоэлектрический преобразователь перемещений Советский патент 1982 года по МПК G01D5/32 

(5) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

1

Изобретение отноеится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для контроля, индикации и измерения перемещений объектов.

Известен фотоэлектрический преобразователь перемещенийj содержащий источник света с конденсатором,и последовательно расположенные на оптической оси заслонку, жестко связанную с перемещающимся объектом, маску с двумя профилированными окнами и два позиционно-чувствительных фотоприемника, включенные в плечи измерительного MocTatI.

Недостатками такого преобразовав теля являются сложность конструкции и возможность преобразования перемещений объекта только по одной координате .

Известен также фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий источник света, формирователь светового зонда, источник питания и

фотоприемник, выполненный в виде диэлектрического слоя, двух коллекторных, двух фотопроводящих и двух резистивных слоев, причем фотопроводящие слои выполнены из материалов с максимумами фотопроводности, находящимися в удаленных областях спектра Г 2.

Недостатком преобразователя является невысокая .чувствительность,

to обусловленная поглощением света в слоях, и сложность конструкции.

Цель изобретения - повышение чувствительности .

Эта цель достигается тем, что в

15 фотоэлектрическом преобразователе перемещений, содержащем источник света, формирователь светового зонда, источник питания и фотоприемник, выполненный в виде резистивного, фото20проводящего, диэлектрического и коллекторного слоев, диэлектрический слой расположен между резистивным и фотопроводящим слоем, при этом ем3кость диэлектрического слоя и сопротивление резистивного слоя связан следующими соотношениями: емкость и сопро тивление соотве ствующих диэлектрических и резистивных сло ев по двум осям прямоугольных координат; uj - круговая частота напряжения питания; К., ,К 2 постоянные коэффициенты. На чертеже изображено устройство фотоэлектрического преобразователя перемещений. Преобразователь содержит истбчник 1 света, последовательно расположенные на его оптической оси формирователь 2 светового зонда, напри мер заслонку, жестко связанную с перемещающимся объектом и имеющую прозрачное отверстие, и фотоприемник 3, выполненный в виде последова тельно нанесенных друг на друга резистивного , диэлектрического 5, фотопроводящего 6 и коллекторного 7 слоев, причем к двум противоположным боковым граням резистивного Ц слоя через омические электроды 8 подсоединен источник 9 переменного напряжения. Коллекторный слой 7 выполней из прозрачного электрода, а профили резистивного и диэлектрического -слоев таковы, что, например, по оси X изменение сопротивления R резистивного слоя k обратно пропорционально изменению электрической емкости С диэлектрического 5 слоя, а по оси У изменение R и С происходит в соответствии с соотношением - (2). Устройство работает следующим об разом. Свет от источника 1 света, пройдя через формирователь светового зо да 2, попадает на коллекторный слой 7j который может быть выполнен например, из поликремниевого электр да луч света освещает участок фо6топроводящего слоя 6, сопротивление которого в освещенном участке становится близким нулю.-Таким образом, освещенный участок фотопроводящего слоя 6 замыкает накоротко коллекторный слой 7С находящимися под oceesщенным участком диэлектрическим слоем 5 и резистивным слоем t. В этом случае с выходного электрода коллекторного слоя 7 потечет ток, величина которого определяется выражением: sin(u)t+arctc Rtuj), (ъ) где UQ- амплитуда напряжения питания. При перемещении контролируемого объекта по координате X происходит перемещение светового зонда, при этом фаза тока будет неизменна, как это следует из выражения (1), а амплитуда будет изменяться пропорционально емкости диэлектрического слоя. Соответственно при перемещении объекта по оси У неизменной будет амплитуда тока, а фаза будет изменяться, как это следует из выражения (2). Таким образом, достигается независимое преобразование перемещений объекта по двум взаимно перпендикулярным осям с помощью .одного фотоприемника. Информацию о перемещении по одной оси несет амплитуда выходного коллекторного тока, а по другой - его фаза. Таким образом, предлагаемый преобразователь перемещения отличается высокой чувствительностью, благодаря наличию лишь одного фоторезистивного, коллекторного и фотопроводящего слоев, причем чувствительности по осям равны между собой, а также простотой конструкции и изготовления. Формула изобретения Фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий источник света, формирователь светового зонда, источник питания и фотоприемник, выполненный в виде резистивного, фотопроводящего, диэлектрического и коллекторного слоев, отличающий