Фотоэлектрический преобразователь перемещений Советский патент 1983 года по МПК G01B21/00 

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

.ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве позиционно-чувствительного датчика для измерения двухкоординат- . ных перемещений. Известен фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий источ (Ник света и последовательно установленные по ходу светового луча теневую мас су с равновеликими прозрачными участка ми, дифференциальный фотоприемник и мостовую схему измерения Cl . Недостатком этого фотоэлектрического преобразователя перемещений является то, что он преобразует перемещения, осуществляемые только по одной координате Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий источник света, последоба ельно установленные по ходу светового луча теневую маску с двумя щелевыми равновеликими прозрачными участками, расположенными под углом один к другом фотопотенциометр, коммутационный блок и источник питания преобразователя один вывод резистивного слоя фотопотенииомет-. ра соединен с первым полюсом источника питания, второй вывод резистивного слоя и коллектор фотопотенциометра соединены с коммутационным блоком, связанным со вторым полюсом источника питания 2 3 Недостатком известного фотоэлектрического преобразователя перемещений является его сложность, обусловленная наличием в схеме многоконтактного коммутационного блока и мостовой схемы измерения.. Цель изобретения - упрощение схемы фотоэлектрического преобразователя перемещений.. Указанная цель достигается тем, что в фотоэлектрическом преобразователе перемещений, содержащем источник света, последовательно установленные по ходу светового луча теневую маску с двумя щелевыми прозрачными участками, расположенными под углом один к другому. фотопотенциометр, коммутационный блок и источник питания преобразователя, один вывод резистивного слоя фотопотен диометра соединен с первым полюссйл Источника питания, второй вывод резистивного слоя и коллектор фотопотенциометра соединены с коммутационным блоком, связанным со вторым полюсом исто ника питания, один из прозрачных участков маски вьшолнен прямолинейным, а маска установлена так, что прямолинейный участок расйоложен. перпендикулярно оси чувствительности фотопотенциометра. На фиг, 1 изображена схема фотоэлек трического преобразователя перемещений на фиг. 2 - принципиальная электрическа схема фотоэлектрического преобразователя перемещений. Фотоэлектрический преобразователь перемещений содержит источник 1 света последовательно установленные по ходусветового луча теневую маску 2, имеющую два прозрачных участка 3 и 4 и связываемую с перемещающимся объектом, и фотопотенциометр 5, который сое динен через коммутационный блок 6 с амперметром 7. Прозрачные участки 3 и 4 теневой маски 2 вьгаолнены в форме полос. Полосой ясвляется часть теневой маски, ог- раниченная двумя параллельными прямым Теневая маска 2 установлена так, что прозрачная полоса участка 3 перпендикулярна, а прозрачная полоса участка-4 образует некоторый угол с осью чувствительности фотопотенциометра 5. Фотопотенциометр 5 имеет нанесен-, ные на диэлектрическую подложку 8 ре- зистивный слой 9 и коллектор 10, между которыми расположен фотопроводящий слой 11. Резистивный слой имеет вьгооды 12 и 13, Вьгоод 12 соединен с источником питания (не показан), а ампер метр 7 заземлен. На фотопроводящий слой 11 спроецированы прозрачные участки 3 и 4 теневой маски 2, представляющие собой световые зонды 14 и 15 в форме полос. Площади освещенных участков фотопроводящего слоя 11 при перемещении теневой маски 2 остаются постоянными. Коммутационный блок 6 имеет контакты ,16, 17 и 18, Фотоэлектрический преобразователь перемещений работает следующим образом. Для преобразования перемещений теневой маски 2 по оси X коммутационный блок 6 должен находиться в первом положении. Первым положением является замкнутое положение контактов 16 и 17. В этом случае фотопотенциометр 5 оказьгоается включенным в схему преобразователя в качестве переменного резистора 19 (фиг, 2). Резистором 19 является часть резистивного слоя 9 от вывода 12 до точки попадания светового зонда 14 на фотопроводящий слой 11, Ток по фотопотенциометру 5 протекает от вывода 12 по резистивному слою 9 до точки попадания светового зонда на фотопроводящий слой 11, откуда через фотопроводящий мостик поступает на коллектор 10 и далее в схему преобразовате|ДЯ. При перемещении теневой маски 2 изменяется величина части резистивного слоя 9, являющейся резистором 19. Таким образом, изменяется общее сопротивление и ток в схеме фотоэлектрического преобразователя. Для преобразования перемещений по оси У коммутационный блок 6 должен находиться во втором положении. Вторым положением является замкнутое положение контактов 17 и 18. В этом случае фотопотенциометр 5 оказывается включенным в схему фотоэлектрического преобразователя в качестве переменного резистора 20, Ток по фотопотенциометру 5 протекает от вывода 12 по резистивному слою 9 от точки попаданиясветового зонда 14 На фотопроводящий слой 11,..откуда через фотопроводящий мостик поступает на коллектор 10, доходит до светового зонда 15 на фотопроводящий слой 11, снова поступает на резистивный слой 9 и течет до вьюода 13 и далее в схему коммутационного блока 6. Таким образом, участок резистивного слоя 9 между точками попадания световых зондов 14 и - оказывается защунтированным. При перемещении теневой маски 2 по оси У изменяется длина щунтируемого участка резистивного слоя 9, что приводит к изменению сопротивления фотопотенциометра 5 и соответственно тока в схеме преобразователя. При преобразовании перемещений теневой маски 2 по оси X перемещений по оси У не влияют на величину тока в схеме преобразователя, так как они соверщаются перпендикулярно оси чувствительности фотопотеншодметра 5 и не вызывают перемещения светового зовда 14 по фотопроводящему слою фотопотенциометра 5.

При преобразовании перемещений по оси У перемещения по оси X не влияют на величину тока в схеме преобразователя, 5 так как не приводит к, изменению длины зашунтированного участка резистивного слоя 9.

ПредлагаемьЕй фотоэлектрический преобразователь перемещений имеет более Ю простую-схему, так как представляет собой делитель напряжения, в одно плечо которого постоянно включен фотопотенциометр. Коммутационный блок имее(т в два раза меньше контактов. Это достигается 15 тем, что перпендикулярное оси чувствительности фотопотрнциометра расположение прозрачного участка позволяет преобразовывать двухкоординатиые перемещения теневой маски по пёрвой координате 20 независимо от перемещений по второй координате. Формула и з о б р е т е н и я

Фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий источник света, 25 последовательно установленные по ходу светового луча теневую маску с двумя

щелевыми прозрачными участками, расположенными под углом один к другому, фотопотенци летр, коммутааионньЛ блок и источник питания преобразователе, . один вывод резистнвного слоя фотопотенцкокгетра соединен с первым полюсом источника питания, второй вывод резистивного слоя и коллектор фотопотенциометра соединены с коммутационным блоком, связанным с вторым полюсом источника питания, отличающийся- тем, что, с целью упрощения схемы преобра- зователя, один из прозрачных участков маски выполнен прямолинейным, а: маска установлена так, что прямолинейный участок расположен перпендикулярно к оси чувствительности фотопотенциометра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. G 01 В 21/ОО, 29.07.8О (прототип).