PL175480B1 - Sposób przetwarzania zmian strumienia świetlnego na dwa okresowe sygnały elektryczne, zwłaszcza przesunięte o 90° - Google Patents

Abstract

Sposób przetwarzania zmian strumienia świetlnego na dwa okresowe sygnały elektryczne, zwłaszcza przesunięte o 90° w optoelektronicznymprzetworniku do pomiaru przemieszczeń przez odjęcie i sumowanie sygnałów z dwóch fotoelementów spośród trzech fotoelementów ustawionych w jednej linii, znamienny tym, ze zmiany strumienia świetlnego detekuje się za pomocą dwóch fotoelementów (Fot.1, Fot.2), przy czym jeden z dwóch sygnałów wyjściowych (UWI) ν3 wytwarza się jako sumę tych sygnałów (U1, U2) obu (2Q fotoelementów (Fot.1, Fot.2), a drugi z tych sygnałów wyjściowych (UWII) wytwarza się jako różnicę tych © sygnałów (U1, U2) obu fotoelementów (Fot.1, Fot.2), W przy czym kompensuje się składową stalą sygnału przetwarzanego stałym sygnałem (I3) ze źródła prą­ dowego, którym jest korzystnie dodatkowy fotoelement (Fot.3), odbierający stały strumień świetlny tylko T” z wzorca ruchomego

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania zmian strumienia świetlnego na dwa okresowe sygnały elektryczne, zwłaszcza przesunięte o 90°, stosowany zwłaszcza w optoelektrycznym przetworniku do pomiaru przemieszczeń.

Znany jest z opisu patentowego nr 153557 sposób przetwarzania zmian strumienia świetlnego na dwa sygnały elektryczne przesunięte względem siebie o 90°, zgodnie z którym zmiany strumienia świetlnego detekuje się za pomocą pięciu fotoelementów ustawionych w jednej linii, w równej odległości względem siebie. Jeden z dwóch sygnałów elektrycznych wytwarza się przez odjęcie od sygnału z fotodetektora środkowego sygnału, będącego połową sumy sygnałów z fotoelementów skrajnych. Drugi sygnał tworzy się z różnicy sygnałów z fotoelementów, usytuowanych po obu stronach fotoelementu środkowego.

W znanym sposobie istnieje konieczność dopasowania odległości pomiędzy środkami dwóch sąsiednich fotoelementów do długości czwartej części prążka wzorca inkrementalnego, mierzonej w kierunku największych zmian rozkładu intensywności pola prążkowego za wzorcami.

Znany jest według opisu patentowego nr 165797 sposób przetwarzania zmian strumienia świetlnego na dwa sygnały elektryczne, w którym zmiany strumienia świetlnego detekuje się za pomocą trzech fotoelementów, ustawionych w jednej linii. Jeden z dwóch sygnałów wyjściowych tworzy się z różnicy sygnałów fotoelementów skrajnych, a drugi sygnał wyjściowy tworzy się przez odjęcie od podwójnego sygnału z fotoelementu środkowego sygnału, będącego sumą sygnałów z fotoelementów skrajnych.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że zmiany strumienia świetlnego detekuje się za pomocą dwóch fotoelementów Jeden z dwóch sygnałów wyjściowych wytwarza się jako sumę sygnałów obu fotoelementów, a drugi z tych sygnałów wytwarza się jako różnicę tych sygnałów obu fotoelementów. Składową stałą sygnału przetwarzanego kompensuje się stałym sygnałem ze źródła prądowego, którymjest trzeci fotoelement, odbierający stały strumień świetlny tylko z wzorca ruchomego.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że dzięki podwójnym operacjom sumującym nowo utworzone sygnały są zawsze przesunięte względem siebie o 90°, niezależnie od wzajemnego stosunku odległości między fotoelementami a długością stałej prążka wzorca inkrementalnego oraz od zmiany stałej prążka i jego orientacji kątowej. Ponadto wszelkie zanieczyszczenia czy zmiany przezroczystości wzorca ruchomego wywołują takie same zmiany poziomu składowych stałych wszystkich sygnałów. Fotoelement do kompensacji składowej stałej może

175 480 być wykorzystany w dodatkowym układzie sprzężenia zwrotnego do kompensacji zmian natężenia oświetlenia źródła światła.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony przykładowo na podstawie rysunku, który przedstawia schemat ideowy układu detekującego zmiany strumienia świetlnego.

Zmiany strumienia świetlnego S detekuje się za pomocą dwóch fotoelementów Fot.1, Fot.2. Jeden z dwóch sygnałów wyjściowych UWI optoelektronicznego przetwornika do pomiaru przemieszczeń tworzy się jako sumę tych sygnałów U1, U2, a drugi z dwóch sygnałów wyjściowych UWII tworzy się jako różnicę tych dwóch sygnałów U1, U2 z fotoelementów Fot.1, Fot.2. Składowa stała sygnałów wyjściowych jest kompensowana stałym sygnałem I3, pochodzącym z dodatkowego źródła prądu, zwłaszcza trzeciego fotoelementu Fot.3, korzystnie umieszczonego w osi optycznej układu detekcyjnego.

Układ detekujący zmiany strumienia świetlnego ma trzy fotoelementy Fot.1, Fot.2, Fot.3, na które pada strumień świetlny S. Osie optyczne tych fotodetektorów usytuowane są na jednej prostej. Anody fotodetektorów połączone są z dodatnim zaciskiem źródła zasilającego Upol. Katody pierwszego i drugiego fotoelementu Fot.1, Fot.2 połączone są z konwerterami prąd napięcie W1, W2, o oporach sprzężenia zwrotnego R. Sygnały napięciowe U1, U2 z konwerterów W1, W2 podawane są poprzez rezystory R1 na wejścia wzmacniacza sumującego W3 i wejścia wzmacniacza różnicowego W4 o oporach sprzężenia zwrotnego R2. Pierwszy sygnał wyjściowy UWI na wyjściu wzmacniacza sumującego W3 i drugi sygnał wyjściowy UWII na wyjściu wzmacniacza różnicowego W4 są zawsze przesunięte względem siebie o 90°, niezależnie od wzajemnego stosunku odległości pomiędzy fotoelementami Fot.1, Fot.2, a długością stałej prążka D oraz od zmiany stałej prążka i jego orientacji kątowej. Trzeci fotoelement Fot.3 jest usytuowany w osi optycznej układu detekcyjnego tak, że odbiera sygnał jedynie z wzorca ruchomego. Sygnał na wyjściu I3 trzeciego fotoelementu Fot.3 podawany jest bezpośrednio na wzmacniacz sumujący W3. Poziom tego sygnału jest stały, a jego wartość jest dwukrotnie wyższa od poziomu wartości składowych stałych pozostałych sygnałów. Tym sygnałem I3 kompensuje się zbędną składową stałą.

175 480

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób przetwarzania zmian strumienia świetlnego na dwa okresowe sygnały elektryczne, zwłaszcza przesunięte o 90° w optoelektronicznym przetworniku do pomiaru przemieszczeń przez odjęcie i sumowanie sygnałów z dwóch fotoelementów spośród trzech fotoelementów ustawionych w jednej linii, znamienny tym, że zmiany strumienia świetlnego detekuje się za pomocą dwóch fotoelementów (Fot.1, Fot.2), przy czym jeden z dwóch sygnałów wyjściowych (UWI) wytwarza się jako sumę tych sygnałów (U1, U2) obu fotoelementów (Fot.1, Fot.2), a drugi z tych sygnałów wyjściowych (UWH) wytwarza się jako różnicę tych sygnałów (U1, U2) obu fotoelementów (Fot.1, Fot.2), przy czym kompensuje się składową stałą sygnału przetwarzanego stałym sygnałem (I3) ze źródła prądowego, którym jest korzystnie dodatkowy fotoelement (Fot.3), odbierający stały strumień świetlny tylko z wzorca ruchomego.