Фотоэлектрический преобразователь перемещений Советский патент 1982 года по МПК G08C9/06 

формирователь прямоугольных импульсов соединен с входом блока управления. Кроме того, блок управления содержит делитель частоты, инвертор, интегрирующие цепи, компаратор, элемент И, элемент задержки и форми рователь счетных импульсов, выход которого через делитель частоты сое;динен с прямым входом элемента И, вы первой интегрирующей цепи соединен с первым входом компаратора, пер вый выход которого соединен с инверс ным входом элемента И, выход инвертора через вторую интегрирующую цепь соединен с вторым входом компаратора, второй выход которого соединен с входом элемента задержки, а входы формирователя счетных импульсов, первой интегрирующей цепи и инвертора объединены между собой и подключены к входной клемме блока управ ления, выходы элемента И и элемента задержки подключены к выходным клеммам блока управления. На фиг. 1 изображена структурная схема фотоэлектрического преобразователя перемещений ; на фиг. 2 - функ циональная схема блока управляющих сигналов. Преобразователь содержит источник 1 света, модулятор 2, фотоприёмник 3 формирователь 4 прямоугольных импуль сов, блок 5 управления, реверсивный счетчик б, преобразователь 7 код - н пряжение, формирователь 8 прямоуголь ных импульсов, интегрирующую цепь 9, инвертор 10, делитель 11 частоты интегрирующую цепь 12 компаратор 13 элемент И 14, элемент.15 задержки. Фотоэлектрический датчик работает следующим образом. При движении модулятора 2 фотоприемник 3 вырабатывает сигналы, час тота которых пропорциональна скорости движения модулятора 2. Из этих сигналов формирователь 4 прямоугольных импульсов вырабатывает последовательность N выходных импульсов фотоэлектрического преобразователя, скважность которых равна 2. При колебаниях температуры, освещенности или старения элементов изменяются режимы работы источника 1 света, фотоприемника 3, формирователя 4, что приводит к изменению скважности выходных импульсов, поэтому необходима стабилизация режимов работы фотоэлектрического преобразователя В предлагаемом фотоэлектрическом преобразователе используется интегральный закон регулирования: любое изменение скважности приводит в дей ствие схему коррекции, регулирующую величину напряжения питания источника 1 света. Таким образом, скважность выходных импульсов последовательности N независима, например от температуры окружающей среды. Последовательность выходных импульсов N поступает на входы интегрирующей цепи 9, инвертора 10 и формирователя прямоугольных импульсов, который преобразует последовательность выход 4ых импульсов N со скважностью 2 в последовательность коротких импульсов, пригодных для работы реверсивного счетчика б. В результате сравнения проинтегрированных последовательностей N /(прямой PJ и инвертированной Р) на компараторе 13 образуется сигнал, который после прохождения элемента 15 задержки используется для управле ния н аправлением счета реверсивного счетчика б (сигнал W) ., Временная задержка позволяет избежать возможность произвольной работы.блойа коррекции при изменении частоты последовательности N от нижней границы рабочего диапазона до нуля, происходящую при остановках модулятора 2. Сигнал W имеет два логических состояния, определяемые тем, будет ли скважность выходных импульсов последовательности N больше или меньше величины, равной двум. В исходном состоянии в реверсивный счетчик 6 производится запись фиксированного числа сигналов 3,. На счетный вход реверсивного счетчика б поступает последовательность импульсов N , опре деляемая соотношением М . i f при р., Р2. (.0, при Р f, где f - последовательность импульсов с делителя 11 частоты. Как следует из приведенного, в реверсивном счетчике б хранится записанное число, которое складывается или вычитается с последовательностью импульсов N2 в зависимости от того, будет скважность последовательности импульсов N больше или меньше величины, равной двум, в случае, если скважность последовательности импульсов N равна величине 2, на счетный вход реверсивного счетчика б импульсы N. не поступают, в реверсивном счетчике б хранится накопленное число, полученное при достижении последовательности импульсов N скважности, равной 2 при существующих внеш них условиях. При изменении внешних условий (изменение температуры, освещения, старения элементов) нарушается равенство скважности импульсов N .величине, равной двум, импульсы N поступают на счетный вход реверсивного счетчика б, изменяя накопленное в нем число в необходимом направлении до получения нового равновесного состояния. Накопленное число в реверсивном счетчике б поступает на цифровые входы преобразователя, код - напряжение 7 и преобразуется в напряжение питания источника света. Дпя получения всего рабочего диа пазона изменения температуры нужно иметь непрерывную регулировочнум характеристику. В дискретных системах это может быть достигнуто высокой степенью аппроксимации непрерыв ной регулировочной характеристики. Степень аппроксимации в предлагаемом датчике определяется заданным объемом информации (количеством радрядов) в реверсивном счетчике б. Формула изобретения 1. Фотоэлектрический преобразова тель перемещений, содержащий источник света, оптически соединенный через модулятор с фотоприемником, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразования, в него введены формирователь прямо- угольных импульсов, преобразователь код - напряжение, реверсивный счетч и блок управления, выходы которого соединены с соответствующими входам реверсивного счетчика, выход которо го через преобразователь код - напр жение соединен с входом источника света, выход фотоприемника через формирователь прямоугольных импульсов соединен с входом блока управления. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что блок управления содержит делитель частоты, инвертор, интегрирующие цепи, компаратор, элемент И, элемент задержки и формирователь счетных импульсов, выход которого через делитель частоты соединен с прямым входом элемента И, выход первой интегрирующей цепи соединен с первым входом компаратора, первый выход которого соединен с инверсным входом элемента И, выход инвертора через вторую интегрирующую цепь соединен с вторьш входом компаратора, второй выход которого соединен с входом элемента Зс1держки а входы формирователя счетных импульсов, первой интегрирующей цепи и инвертора объединены между собой и подключены к входной клемме блока управления, выходы элемента И и элемента задержки подключены к выходным клеммам блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Конюхов. Н.Е. и др. Оптоэлектронные измерительные преобразователи, энергия, 1977, с. U1-113. 2.Авторское свидетельство СССР №387412, кл. G 08 С 9/06, 1970 (прототип) .

D

П

s

-си

in

X I

il

N

10

hi.4

« f«

/Vj

H

Щ

fj

n

IV