SU1599650A1

SU1599650A1 - Преобразователь линейных перемещений

Info

Publication number: SU1599650A1
Application number: SU884497438A
Authority: SU
Inventors: Александр Михайлович Ковалев; Владимир Васильевич Круглов; Вадим Александрович Зубов; Владимир Сергеевич Горьков
Original assignee: Смоленский филиал Московского энергетического института
Priority date: 1988-10-24
Filing date: 1988-10-24
Publication date: 1990-10-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может примен тьс дл измерени линейных перемещений объекта. Целью изобретени вл етс повышение технологичности и точности за счет исключени дрейфа фотоприемников, стабилизации крутизны их характеристик и светового потока излучател . Цель достигаетс тем, что в преобразователь линейных перемещений, содержащий светодиод 3 и линейный фотоприемник 1, расположенные на одной оптической оси по разные стороны от прозрачной подвижной линейки 4, введены второй фотоприемник 2, три усилител 5,6,10 переменного тока, генератор 9 переменного напр жени , два сумматора 7,8 и детектор 11. Выходной сигнал генератора 9 через сумматор 7 и усилитель 10 поступает на светодиод 3, создава переменный световой поток через прозрачную линейку 4, на которую нанесена по диагонали непрозрачна полоса. Выходной сигнал сумматора 8 пропорционален величине линейного перемещени линейки 4. Стабилизаци крутизны характеристик фотоприемников 1,2 и потока излучени от светодиода 3 происходит за счет автоматического поддержани генератором 9 напр жени , равного суммарному сигналу, поступающему с фотоприемников 1,2. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может примен тьс дл измерени линейных перемещений объекта.

Целью изобретени вл етс повышение технологичности и точности за счет исключени дрейфа фотоприемников, стабилизации крутизны их характеристик и светового потока излучател .

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразовател ; на фиг. 2 - В1эеменные диаграммы .

Преобразователь линейных перемещений содержит два линейных фотоприемника i и 2, образующие микросборку,, и расположенную между ними и светодиодом 3 подвижную прозрачную линейку 4, на которую нанесена по диагонали непрозрачна полоса шириной в половину ширины линейки , так, что затемненные части на концах линейки равн лись их прозрачными участками , причем фотоприемнихи 1 и 2 расположены перпендикул рно движению линейки и лини их р азделени проходит по ее продольной оси си.мметрии, выходы фотоприемников 1 и 2 подключены к входам первого усилител 5 и второго усилитеп 6 переменного тока соответственно, выход усилител 5 соединен с первыми суммирующими входами первого сумматора 7 и второго сумматора 8, а выход усилител 6 подкл.ючен к второму суммирующему входу сумматора 7 и к второму вычитающему входу сумматора 8, выход генератора 9 переменного напр жени объединен с третьим вычитающим и суммирующим входами сумматоров 7 и 8 соответственно, выход сумматора 7 через третий усилитель 10 переменного тока и светодиод 3 объединен общей точкой схемы, а выход второго сумматора 8 через детектор 11 выходной клеммой всего устройства.

Устройство работает следующим образом.

Выходной сигнал генератора 9 переменного напр жени (фиг. 2), стабилизированный по амплитуде, через сумматор 7 и усилитель 10 поступает на светодиод 3, создава переменный световой поток лучей через прозрачную линейку 4. На выходах усилителей 5 и 6, куда поступают сигналы от фотоприемников 1 и 2 соответственно , образуетс переменное напр жение с частотой генератора 9 и амплитудами, линейно св занными с величиной перемещени левого конца линейки относительно оптической оси фотоприемников 1 и 2 (фиг. 2).

Причем на выходе усилител 5 имеетс сигнал , пр мо пропорциональный перемещению:

(,Л ,

(1)

где X - нор.мированное перемещение левого 0конца линейки относительно оптической оси фотодатчика, измен ющеес в предатах от О до 1; /Ci - коэффициент передачи первого преобразовательного тракта, а на выходе усилител 6 - напр жение 5

U6-/(2(1-A ),(2)

где Kz - коэффициент передачи второго преобразовательного тракта.

Коэффициенты передачи первого и второго трактов, обусловленные чувствительностью фотоприемников и коэффициентами усилени усилителей 5 и 6, выбираютс одинаковыми К К2Дл получени выходного сигнала преоб- 5 разовател на суммирующий вход сумматора 8 поступает напр жение с выхода усилител 5, а на его вычитающий вход - с выхода усилител 6, при этом

/ V5-l/e 2/,X-/,(3)

0 Выходной сигнал 8 пр мо пропорционален величине перемещени , но имеет смещение (-К.) Это смещение исключаетс при подаче на третий суммирующий вход сумматора 8 сигнала с выхода генератора 9, амплитуда которого выбираетс , исход из

5 равенства . Окончательно

Ub,(iA-K.,+ (,X(4)

и после детектировани на выходе преобразовател получаетс аналоговый сигнал, пр мо пропорциональный величине линейного перемещени линейки 4 относительно оптического датчика.

Совокупность блоков 7, 10, 3, 1, 2, 5, 6, 9 образует замкнутый контур, предназначенный дл стабилизации крутизны всего оптоэлектронного тракта, завис щей от чувствительности фс оприемников 1 и 2 и от интенсивности излучени светодиода 3.

На вход замкнутой системы подаетс стабильное по амплитуде напр жение с выхода генератора 9. Эта уставка сравниваетс с суммой выходных напр жений 5 и 6. Последн при любом положении датчика должна быть величиной посто нной

i/,(,A4-/(i+;0.

Сумматор 7 сравнивает сумму этих напр жений с уставкой, и рассогласование усиливаетс усилителем 10, выходное напр жение которого вл етс питающим дл светодиода 3.

Така система стабилизации отслеживает возможные изменени как крутизны чувствительности фотоприемников, так и изменение интенсивности излучени светодиода 3, поскольку и при изменении чувствительности и при изменении интенсивности происходит нарущение равенства (5), что приводит к изменению питающего напр жени 3, автоматически компенсиру по- грещности от изменени коэффициента передачи всего оптического тракта.

Дрейф выходного сигнала фотоприемников 1 и 2 исключаетс за счет использовани в качестве информации о перемещении переменной составл ющей выходного сигнала усилителей переменного тока 5 и 6.

Claims

Формула изобретени Преобразователь линейных перемещений, содержащий оптически прозрачную подвижную линейку, световод и линейный фото- с приемник, расположенные на одной оптической оси по разные стороны от прозрачной подвижной линейки, отличающийс тем, что, с целью повыщени точности измерений за счет исключени составл ющей погрещ- ности от дрейфа фотоприемника, изменени

О крутизны его характеристики и изменени потока светоизлучател , он снабжен вторым фотоприемником, трем усилител ми переменного тока, генератором переменного напр жени , двум сумматорами и детекто 5 ром, первый и второй фотоприемники расположены на одной оси, перпендикул рной движению оптически прозрачной линейки, так, что лини их разделени расположена по продольной оси симметрии линейки, линейка выполнена с нанесенной по диагона20 ли непрозрачной полосой щириной в половину ширины линейки и величиной затемненного кра на обоих концах линейки , равной величине прозрачного участка, выходы фотоприемников подключены к вхо25 дам первого и второго усилителей переменного тока соответственно, выход первого усилител переменного тока соединен с первыми суммирующими входами первого и второго сумматоров, а выход второго усилител переменного тока подключен к второму

30 суммирующему входу первого сумматора и второму вычитающему входу второго сумматора , выход генератора переменного напр жени объединен с третьим вычитающим и суммирующим входами первого и второго сумматоров соответственно, выход

35 первого сумматора через третий усилитель переменного тока и светодиод объединен с общей точкой схемы, выход второго сумматора соединен с входом детектора, а выход детектора вл етс выходом преобразовател .

5 Вых. 6

t

6 и/у.8

Ыбых

Xi

Хг

Фиг. г