PL165853B3 - Sposób przetwarzania zmian strumienia świetlnego na dwa sygnały elektryczne w optoelektronicznym przetworniku do pomiaru długości lub kąta - Google Patents

Abstract

Sposób przetwarzania zmian strumienia świetlnego na dwa sygnały elektryczne w optoelektronicznym przetworniku do pomiaru długości lub kąta za pomocą fotoelementów ustawionych w jednej linii i równo od siebie odległych a każdy z tych dwu wyjściowych sygnałów elektrycznych tworzy się jako różnicę sumy różnych sygnałów według patentu nr 153 557, znamienny tym, że wykorzystuje się dwa szeregi równoległych do siebie fotoelementów i jeden z dwu sygnałów elektrycznych /S(x)/ tworzy się przez odjęcie od sumy sygnałów drugiego fotoelementu pierwszego szeregu (A2) i pierwszego fotoelementu z drugiego szeregu (B1)sumy sygnałówczwartego fotoelementu pierwszego szeregu (A4) 1 trzeciego fotoelementu drugiego szeregu (B3), a drugi sygnał elektryczny /C(x)/ tworzy się przez odjęcie od sumy sygnałów czwartego fotoelementu drugiego szeregu (B4) 1 pierwszego szeregu (A1) sumy sygnałów trzeciego fotoelementu pierwszego szeregu (A3) 1 drugiego fotoelementu drugiego szeregu (B2).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania zmian strumienia świetlnego na dwa sygnały elektryczne w optoelektronicznym przetworniku do pomiaru długości lub kąta będący ulepszeniem rozwiązania według patentu nr 153 557.

Znany Jest z polskiego opisu patentowego nr 153 557 sposób przetwarzania strumienia świetlnego na dwa sygnały elektryczne w przetworniku optoelektronicznym, do pomiaru długości lub kąta. Pomiar polega na zamianie przemieszczenia trzpienia pomiarowego na ciąg impulsów elektrycznych. Z trzpieniem pomiarowym trwale związany jest oświetlony wzorzec współpracujący z przeciwwzorcem, generujący zmiany strumienia świetlnego. Wzorzec i przeciwwzorzec charakteryzują się okresowo zmiennym wzdłuz jednego kierunku rozkładem jasnych i ciemnych pól. Występujące w trakcie przesuwania wzorca cykliczne zmiany strumienia świetlnego powodują proporcjonalne zmiany sygnału elektrycznego generowanego przez fotodetektor.

Zmiany strumienia świetlnego detekuje się za pomocą pięciu fotoelementów usytuowanych w szeregu w jednakowej odległości od siebie. Odległość między środkami skrajnych fotoelementów mierzona w kierunku największych zmian rozkładu intensywności pola prązkowego za wzorcami jest równe stałej prążka.

Jeden z dwu sygnałów wyjściowych przetwornika tworzy się przez odjęcie od sygnału fotoelementu środkowego sygnału będącego połowę sumy sygnałów z fotoelementów skrajnych. Drugi sygnał tworzy się z różnicy sygnałów fotoelementów usytuowanych po obu stronach fotoelementu środkowego.

Wadą znanego rozwiązania jest konieczność stosowania pięciu fotoelementów i różnych wzmocnień w torze elektronicznym co ma wpływ na dokładność przetwarzania sygnału w funkcji częstotliwości.

Istota wynalazku polega na tym, że wykorzystuje się dwa szeregi równoległych do siebie fotoelementów. Jeden z dwu sygnałów elektrycznych tworzy się przez odjęcie od sumy sygnałów drugiego fotoelementu pierwszego szeregu i pierwszego fotoelementu drugiego szeregu sumy sygnałów czwartego fotoelementu pierwszego szeregu i trzeciego fotoelementu drugiego szeregu. Drugi sygnał elektryczny tworzy się przez odjęcie od sumy sygnałów czwartego fotoelementu drugiego szeregu i pierwszego fotoelementu pierwszego szeregu sumy sygnałów trzeciego fotoelementu pierwszego szeregu i drugiego fotoelementu drugiego szeregu.

165 853

Zaletę układu według wynalazku jest możliwość stosowania struktur cztaroelemantowych zamiast pięcioelementowych oraz zastosowanie Jednakowych wzmocnień w torze elektronicznym przetwarzania impulsów.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat ideowy układu detekujęcego zmiany strumienia świetlnego.

Układ wyposażony jest w dwa szeregi A, B równoległych fotodiod Al, A2, A3, A4 i Bl, B2, B3, B4. Odległości pomiędzy środkami skrajnych fotoelementów w szeregu Al, A4 oraz Bl, B4 mierzona w kierunku największych zmian rozkładu intensywności pola prązkowego równe są stałej prążka 0. Sygnały elektryczne fotoelementow w odu szeregach A,B są przetwarzane z sygnałów świetlnych przez wzorzec i antywzorzec współpracujący z trzpieniem pomiarowym w polu pomiarowym, którego przemieszczenie jest mierzone.

Aby uzyskać napięciowe sygnały wyjściowe C/x/ i S/x/ przesunięte w fazie o 90° sygnał z fotoelementu drugiego pierwszego szeregu A2 i sygnał z pierwszego fotoelementu drugiego szeregu Bl się sumuje oraz sumuje się sygnały czwartego fotoelementu pierwszego szeregu A4 i trzeciego fotoelementu drugiego szeregu B3. Obie sumy odejmuje się od siebie. W ten sposób jest wytworzony pierwszy sygnał Sl wyjściowy. Drugi sygnał S2 wyjściowy zostaje utworzony przez odjęcie od sumy sygnału czwartego fotoelementu drugiego szeregu B4 i pierwszego fotoelementu pierwszego szeregu Al sumy sygnałów trzeciego fotoelementu pierwszego szeregu A3 i drugiego fotoalamantu drugiego szeregu B2.

Układ ma dwa szeregi fotoelementów. Pierwszy szereg A ma fotoelementy pierwszy Al, drugi A2, trzeci A3 i czwarty A4 połączone z sobą anodami, e drugi szereg B ma fotoelamanty pierwszy Bl, drugi B2, trzeci B3 i czwarty B4 również połączone z sobą anodami. Katoda drugiego fotoelementu z rzędu pierwszego A2 połączone jest z katodę pierwszego elementu z rzędu drugiego Bl. Katoda trzeciego fotoelementu z rzędu pierwszego A3 połączona jest z katodę drugiego fotoelementu z drugiego rzędu B2, a katoda czwartego fotoelementu z pierwszego rzędu A4 połączona jest z katodę trzeciego fotoelementu z drugiego rzędu B3. Katoda pierwszego fotoelementu z pierwszego szeregu Al i katoda czwartego fotoelementu z drugiego szeregu B4 połączone są poprzez rezystor R3 z wejściem odwracającym wzmacniacza różnicowego W2. Katody drugiego fotoelementu z pierwszego szeregu A2 i pierwszego fotoelementu drugiego szeregu Bl połączone są z wejściem odwracającym wzmacniacza różnicowego Wl. Katody trzeciego ^^elementu pierwszego szeregu A3 i drugiego fotoelementu drugiego szeregu B2 połączone są z wejściem nieodwracającym wzmacniacza różnicowego Wl, a katody czwartego fotoelementu pierwszego szeregu A4 i trzeciego fotoelementu drugiego szeregu B3 połączone są do wejścia nieodwracającego wzmacniacza W2. Rezystory Rl, R5 połączone sa do wejść nieodwracających wzmacniaczy Wl, W2, a rezystory R4, R8 łączą wejścia odwracające wzmacniaczy różnicowych Wl, W2 z wyjściem tych wzmacniaczy Wl, W2. Układ ten pozwala na to, że zmiany stałej 0 prązków oraz zmiany ich orientacji kątowej nie wpływają na przesunięcie fazowe sygnałów. Zmieniają się tylko amplitudy tych sygnałów. Układ nadaje się zwłaszcza do zastosowania temidzie wytworzone są dwie identyczne strefy prążków interferencyjnych.

165 853

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób przetwarzania zmian strumienia świetlnego na dwa sygnały elektryczne w optoelektronicznym przetworniku do pomiaru długości lub kąta za pomocą fotoelementów ustawionych w Jednej linii i równo od siebie odległych a każdy z tych dwu wyjściowych sygnałów elektrycznych tworzy się jako różnicę sumy róznycn sygnałów według patentu nr 153 557, znamienny tym, ze wykorzystuje się dwa szeregi równoległych do siebie fotoelementów i jeden z dwu sygnałów elektrycznych /S/x// tworzy się przez odjęcie od sumy sygnałów drugiego fotoelementu pierwszego szeregu /A2/ i pierwszego fotoelementu z drugiego szeregu /B1/ sumy sygnałów czwartego fotoelementu pierwszego szeregu /A4/ i trzeciego fotoelementu drugiego szeregu /B3/, a drugi sygnał elektryczny /C/x/ tworzy się przez odjęcie od sumy sygnałów czwartego fotoelementu drugiego szeregu /B4/ i pierwszego szeregu /Al/ sumy sygnałów trzeciego fotoelementu pierwszego szeregu /A3/ i drugiego fotoelementu drugiego szeregu /B2/