Ii Изобретение относитс к измерител ной технике и может быть использовано в устройствах дл контрол , иНдикации и измерени линейных перемещений различных контролируемых объекто Известен фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий источник света, теневую маску, фотоприемник с двум источниками питани выполненный в виде нанесенных друг на друга диэлектрического, двух коллекторных , двух фотопровод щих и двух резистивных слоев, два регистра тора 1 J. Такой преобразователь уже вл етс двухкоординатным, но он отличаетс низкой чувствительностью, малой надежностью, высокими энергопотребл емостью и массогабаритными характери тиками, неидентичностью выходных характеристик по каналам. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс фотоэлектрический преобразователь перемещений , содержащий источник света, последовательно установленные по ходу светового луча теневую маску -с прозрачным окном, жестко св зываемую с объектом контрол , и позиционночувствительный фотоприемник, состо щий из резистивного, фотопровод щего коллекторного и диэлектрического слоев, источник питани фотоприемника , фазометр и амперметр f. . Фотоприемник выполнен в виде планарного фотопотенциометра, содержащего последовательно нанесенные друг на друга резистивный, диэлектрический , фотопровод щий слои, емкость диэлектрического сло и сопротивление резистивного сло св заны следующими емкость и сопротивление соответст венно диэлектрического и резистивного слоев по ос м координат; кругова частота напр жени пита ни ; К,, К, посто нные коэффициенты . 8 Недостатками известного устройства вл ютс мала чувствительность, обусловленна ослаблением луча света при прохождении резистивного и ди электрического слоев, неудовлетворительные массогабаритные характеристики , низка надежность и трудность промышленного исполнени , что вызвано сложностью выполнени прбфилированных резистивного и диэлектрического слоев планарного фотопотенциометра . Целью изобретени вл етс повышение чувствительности и упрощение конструкции . Поставленна цель достигаетс тем, что в фотоэлектрическом преобразователе перемещений, содержащем источник света, последовательно установленные по ходу светового луча теневую маску с прозрачным окном, жестко св зываемую с объектом контрол , и позиционно-чувствительный фотоприемник, состо щий из резистивного фотопровод щего , коллекторного и диэлектрического слоев, источник питани фотоприемника , фазометр и амперметр, фотоприемник выполнен в виде линейного фотопотенциометра, диэлектрический слой расположен между фотопровод щим и коллекторным сло ми, один выход источника питани подключен к одному из концов резистивного ло фотоприемника , другой - через амперметр и фазометр соединен с коллекторным слоем фотоприемника, а прозрачное окно .теневой маски выполнено с монотонно измен ющимс поперечным сечением. На фиг. 1 представлена структурна хема устройства;на фиг. 2 - схема фоопотенциометра; фиг. 3 и 4 - эквиваентные схемы фотопотенциометра в раочем режиме. Фотоэлектрический преобразователь еремещений содержит источник 1 света, оследовательно установленные тенеую маску 2, жестко св занную с объеком контрол , перпендикул рную опической оси источника 1 и имеющую розрачное окно, и позиционно-чувстительный фотоприемник, выполненный виде фотопотенциометра 3 с источниом k питани . Фотопотенциометр 3 сотоит из резистивного, фотопровод его и коллекторного слоев 5-7, между отопровод щим и коллекторным сло и 6 и 7 расположен диэлектрический лой 8, 310 Один выход источника и питани подсоединен к одному из концов резистивного сло 5, другой - через амперметр 9 и фазометр 10 соединен с коллекторным слоем 7. Преобразователь работает следующим образом. Луч света от источника 1, проход через прозрачное окно теневой маски 2, падает на чувствительную поверх ность фотопотенциометра 3. При этом освещенна область по конфигурации будет повтор ть конфигурацию прозрачного окна теневой маски 2 (фиг. 2). При некотором расположении освещенной области на чувствительной поверхности фотопотенциометра 3 по последнему протекает ток от источника k.. Это обусловлено тем, что сопротивление фотопровод щего сло 6 в освещенной области близко к нулю. В этом случае фотопотенциометр 3 можно представить в виде эквивалентной схемы (фиг. 3). Если прин ть, что сопротивление резистивного сло 5 измен етс линейно в зависимости от изменени координаты X, то на эквивалентной схеме его можно изобразить в виде набора после довательно соединенных равных элемен тарных сопротивлений . Фотопровод щий слой 6 представл ет собой набор ключей, разомкнутых в неосвещенной о ласти и замкнутых в освещенной. Диэлектрический слой О эквивалентен набору элементарных емкостей г, а коллекторный слой 7 можно заменить низкоомным проводником. Тогда, если длина освещенного участка фотопровод щего сло 6 равна С , а центр осве области отстоит от начала на рассто нии XQ , на эквивалентной схем .е (фиг. 3) (УДУТ замкнуты вертикаль ные и горизонтальные ключи в области засветки шириной Р . При такой коммутации схему (фиг. 3) можно представить в упрощенном виде (фиг.-4) Здесь ( Хо4)-. ( . i:t К , где г - элементарные сопротивлени резистивного сло 5, расположенные до освещенной области; элементарные емкости диэлект рического сло Ь, расположенные в освещенной области; Kj,коэффициенты , характеризующие изменение сопротивлени резистивного сло 5 с изменением координаты X и изменение емкости диэлектрического сло 8 с изменением ширины освещенной области соответственно . ли прин ть, что напр жение источЦ измен етс по закону :U VoSintut. (3) VQ кругова амплитуда, ) потето по цепи та, ок Vi -|-sin(wt + if), 2 - полное сопротивление цепи - г л i - фазовый, сдвиг 4 arcts RcoC одставл ( 1 ) и (2 ), можно запивыражени дл амплитуды тока и фЙЗЫ f arct «5 R W к t tuKj, Кр X е ри изменении положени объекта рол , вместе с ним и теневой мае , по ос м X,У измен ютс величи Q и 2. так как р , B , 02 Kg - коэдхрициент. то влечет за со()ой изменение R а следовательно и JQ и f. Подив (8 ) в ( 7 )и провед простейпреобразовани ,выражени ( 7) о переписать в виде oS ifT/ KgVT Hf - I у- I rzVo 2 / c/-.«rct , u;KcK2; .K. K, 5 Величины Djj и Ч измер ютс соответственно амперметром 9 и фазометром 10 „ Таким образом устройство позвол ет измер ть две величины, завис щие от координат местоположени теневой маски 2 Х(, и V , из выражений Vfo(b.v)-, ; f t5{«O.JВыполнение фотопотенциометра линейным позвол ет значительно упростить процесс изготовлени преобразовател , ибо нет нео(5ходимости профилировать слои. Применение устройства позволит тем самым получить положительный экономический эффект, так ка дл его производства необходимы мень шее количество сырь (так как меньши массогабаритные характеристики )и бо лее проста технологи изготовлени . Таким образом, выполнен| е в фотоэлектрическом преобразователе перемещений фотоприемника в виде линейного отопотенциометра с диэлектрическим слоем, расположенным ме)ду фотопроv
8 7
г г г А А А J г г г г
Фие.2 68 вод щим и коллекторным, выполнение непараллельными боковых граней прозрачного окна теневой маски и соединение одной клеммы источника питани с одним из концов резистивного сло , а другой - через амперметр и фазометр с коллекторным слоем позволит повысить чувствительность на 10-15%J веро тность безотказной работы всего преобразовател на 40-60%J на два пор дка улучшить массогабаритные характеристики фотоэлектрического блока прео{5разовател , не ухудша характеристик других блоков. 1римвнение данного фбтоэлектричес-, кого преобразовател в различных област х народного хоз йства (например , в металлообрабатывающих станках с автоматическим управлением) позволит повысить производительность труда , а низка по сравнению с известным себестоимость устройства обеспечит значительный экономический выигрыш при производстве подобных преобра- зователей .
Фиг.З