SU1693396A1 - Coordinate-sensitive device - Google Patents

Coordinate-sensitive device Download PDF

Info

Publication number
SU1693396A1
SU1693396A1 SU894683393A SU4683393A SU1693396A1 SU 1693396 A1 SU1693396 A1 SU 1693396A1 SU 894683393 A SU894683393 A SU 894683393A SU 4683393 A SU4683393 A SU 4683393A SU 1693396 A1 SU1693396 A1 SU 1693396A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
photodiode
adder
switches
Prior art date
Application number
SU894683393A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Иванович Чернов
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8769
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8769 filed Critical Предприятие П/Я В-8769
Priority to SU894683393A priority Critical patent/SU1693396A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1693396A1 publication Critical patent/SU1693396A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  прецизионного измерени  координатного положени  светового пучка. Цель изобретени  - повышение точности за счет исключени  температурного дрейфа используемых электронных блоков. Цель достигаетс  за счет поочередного подключени  катодов 12 и 13 фотодиода (Ф) 1 через переключатели 5 и 6 к операционным усилител м (ОУ) 2 и 3 и наоборот. Выходные сигналы с ОУ 2 и 3 подключены к пр мому и инверсному входам сумматора (С) 4. Это обеспечивает модул цию полезного сигнала на выходе (С) 4, амплитуда которого пропорциональна смещению пучка относительно центра Ф 1. Сигнал, обусловленный температурным дрейфом, имеет посто нную составл ющую и исключаетс  из выходного сигнала разделительным элементом 8. 1 ил. Ю СThe invention relates to devices for precision measurement of the coordinate position of a light beam. The purpose of the invention is to improve the accuracy by eliminating the temperature drift of the electronic units used. The goal is achieved by alternately connecting the cathodes 12 and 13 of the photodiode (F) 1 through switches 5 and 6 to the operational amplifiers (OA) 2 and 3 and vice versa. The output signals from the OU 2 and 3 are connected to the direct and inverse inputs of the adder (C) 4. This provides modulation of the useful signal at the output (C) 4, the amplitude of which is proportional to the beam offset relative to the center F 1. The signal due to temperature drift has the constant component is excluded from the output signal by the separating element 8. 1 sludge. U S

Description

ОABOUT

ю со со ю оsoo soo soo

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре широкого назначени  дл  прецизионного измерени  положени  или смещени  светового луча,The invention relates to a measurement technique and can be used in a wide range of equipment for precision measurement of the position or displacement of a light beam.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности регистрации смещени  светового пучка за счет устранени  температурного дрейфа и погрешности вследствие изменени  светового потока.The aim of the invention is to improve the accuracy of detecting the displacement of a light beam by eliminating temperature drift and error due to a change in the luminous flux.

На чертеже представлена структурна  схема позиционно-чувствительного устройства .The drawing shows a block diagram of the position-sensitive device.

Устройство содержит двухэлементный координатный фотодиод 1 с общим анодом, подключенным к общей шине, операционные усилители 2 и 3, неинвертирующие входы которых подключены к общей шине, а выходы подключены соответственно к пр мому и инверсному входам сумматора 4, два переключател  5 и 6, генератор 7 тактовых импульсов, разделительный элемент 8 и синхронный детектор 9. Операционные усилители 2 и 3 охвачены логарифмической обратной св зью 10 и 11, их инвертирующие входы подключены к выходам переключателей 5 и 6, причем первый вход переключател  5 подключен к первому катоду 12 фотодиода 1 и к второму входу переключател  6, первый вход которого подключен к второму катоду 13 фотодиода 1 и к второму входу переключател  5, управл ющие входы переключателей 5,6 и синхронного детектора 9 подсоединены к выходу генератора 7 тактовых импульсов, выход сумматора 4 подключен через разделительный элемент 8 к входу синхронного детектора 9. Разделительным элементом может быть конденсатор , трансформатор, оптронна  пара.The device contains a two-element coordinate photodiode 1 with a common anode connected to the common bus, operational amplifiers 2 and 3, the non-inverting inputs of which are connected to the common bus, and the outputs connected to the direct and inverse inputs of the adder 4, two switches 5 and 6, generator 7 clock pulses, a separating element 8 and a synchronous detector 9. Operational amplifiers 2 and 3 are covered with logarithmic feedback 10 and 11, their inverting inputs are connected to the outputs of switches 5 and 6, and the first input of the switch 5 is connected to the first cathode 12 of photodiode 1 and to the second input of switch 6, the first input of which is connected to the second cathode 13 of photodiode 1 and to the second input of switch 5, the control inputs of switches 5,6 and synchronous detector 9 are connected to the output of the clock pulse generator 7 , the output of the adder 4 is connected via a separating element 8 to the input of the synchronous detector 9. The separating element can be a capacitor, a transformer, an optocoupler pair.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Световой пу«ок, попадающий одновременно на два чувствительных элемента фотодиода 1, генерирует в них фототоки, величина каждого из которых пропорциональна величине светового потока, падающего на соответствующий элемент фотодиода 1, и зависит от смещени  центра светового пучка относительно линии раздела элементов фотодиода. Фототоки катодов 12 и 13 фотодиода при малых смещени х светового пучка соответственно равныThe light beam, which falls simultaneously on two sensitive elements of photodiode 1, generates photocurrent in them, the magnitude of each of which is proportional to the amount of light flux incident on the corresponding element of photodiode 1 and depends on the offset of the center of the light beam relative to the line of separation of the photodiode elements. The photocurrents of the cathodes 12 and 13 of the photodiode at small displacements of the light beam are respectively

|12 дФ(1+кДХ), 113 дФ(1-КДХ), (1) где g -- чувствительность элементов фотодиода;| 12 dF (1 + kDH), 113 dF (1-KDH), (1) where g is the sensitivity of photodiode elements;

Ф - световой поток, падающий на один элемент фотодиода 1 при совпадении центра светового пучка с линией раздела чувствительных элементов фотодиода:Ф is the luminous flux incident on one element of the photodiode 1 when the center of the light beam coincides with the line of separation of the sensitive elements of the photodiode:

К - коэффициент пропорциональности,K - coefficient of proportionality,

определ ющий св зь между смещениемdefining relationship between the offset

центра светового пучка относительно линииthe center of the light beam relative to the line

раздела элементов фотодиода 1 и изменением фототока элемента фотодиода.section of the elements of the photodiode 1 and the change in the photocurrent element of the photodiode.

Генератор 7 управл ет состо нием переключателей 5 и 6. При одном состо нии переключателей 5 и 6 катод 12 фотодиода 1 подключен к инвертирующему входу усили- 0 тел  2, а катод 13 - к инвертирующему входу усилител  3. При этом напр жени  на выходах этих усилителей оказываютс  соответственно равнымиThe generator 7 controls the state of the switches 5 and 6. In one state of the switches 5 and 6, the cathode 12 of the photodiode 1 is connected to the inverting input of the amplifiers 0, body 2, and the cathode 13 to the inverting input of the amplifier 3. At the same time, the voltage on these outputs amplifiers are respectively equal

5 Ы рт ln(li2/lN),u3 рт In ( ИЗ/IN))5 S pt ln (li2 / lN), u3 pt In (FROM / IN))

(2) где рт - температурный потенциал р-п-перехода логарифмирующего элемента 10(11). IN обратный ток p-n-перехода логарифми- рующего элемента 10(11).(2) where RT is the temperature potential of the pn-junction of the logarithmic element 10 (11). IN is the reverse current of the p – n junction of the logarithm element 10 (11).

Напр жение на выходе сумматора 4 оказываетс  равным (при условии К АХ«1): 1)41 АХ. (3)The voltage at the output of the adder 4 is equal (assuming K AX "1): 1) 41 AX. (3)

При другом состо нии переключателей 5,6 катод 12 оказываетс  подключенным к усилителю 3. а.катод 13 - к усилителю 2, Напр жени  на выходах усилителей при эгом оказываютс  равнымиIn the other state of the switches 5.6, the cathode 12 is connected to the amplifier 3. A. The cathode 13 to the amplifier 2. The voltages at the outputs of the amplifiers are equal

5five

In (hs/lN). U3 prfln h2/lN). (4) In (hs / lN). U3 prfln h2 / lN). (four)

Напр жение на сумматоре 4 становитс  равн1-. 1The voltage on adder 4 becomes equal to 1. one

Щ -2 р К ЛХ. (5)U -2 p To LH. (five)

Таким образом, при периодическом поступлении тактовых импульсов с генератораThus, with periodic receipt of clock pulses from the generator

7 на выходе сумматора формируетс  переменный сигнал ± 2 tpj К АХ который, проход  через разделительный элемент 8, в синхронном детакторе 9 преобразуетс  в посто нное напр жение, не завис щее от7, at the output of the adder, an alternating signal of ± 2 tpj K AX is formed, which, passing through the separation element 8, in the synchronous detrusor 9 is converted into a constant voltage independent of

температурного дрейфа напр жений сме- щенич усилителей 2,3 и сумматора 4. Если коэффициенты передачи сумматора 4 или синхронного детектора 9 имеют разную температурную зависимость, обратнуюof the temperature drift of the voltages of the displacements of the amplifiers 2,3 and of the adder 4. If the transfer coefficients of the adder 4 or of the synchronous detector 9 have a different temperature dependence,

обеспечиваетс  использованием терморезистора в цеп х их обратной св зи, то крутизна изменени  выходного сигнала также не будет зависеть от температуры. is provided by using a thermistor in their feedback circuit, then the steepness of the change in output signal will also not depend on temperature.

Claims (1)

Формула изобретени  Позиционно-чувствительное устройство , содержащее двухэлементный координатный .фотодиод с общим анодом, подключенным к общей шине, два операционных усилител , неинвертирующие входыThe invention of the position-sensitive device containing a two-element coordinate photodiode with a common anode connected to the common bus, two operational amplifiers, non-inverting inputs которых подключены к общей шине, а выхо-чател  подключен к первому катоду фотодиwhich are connected to a common bus, and the output terminal is connected to the first photodiode cathode ды подключены соответственно к пр момуода и к второму входу второго переключатеи инверсному входам сумматора, о т л и ч а-л , первый вход которого подключен кdyes are connected respectively to the direct mode and to the second input of the second switch to the inverse inputs of the adder, about the l and h a-l, the first input of which is connected to ю щ е е с   тем, что, с целью повышени второму катоду фотодиода и к второму входуYou need it so that, in order to increase the second cathode of the photodiode and to the second input точности, в устройство введены два пере-5 первого переключател , управл ющие вхоключател , генератор тактовых импульсов,ды переключателей объединены с управл разделительный элемент и синхронный де-ющим входом синхронного детектора иprecision, the device has two re-5 first switches, a control switch, a clock pulse generator, switch dyes combined with a control element and a synchronous clock input of the synchronous detector and тектор, а между входами и выходами опера-подключены к выходу генератора тактовыхtector, and between the inputs and outputs of the opera-connected to the output of the clock generator ционных усилителей включеныимпульсов, выход сумматора через разделогарифмир изщие элементы, инвертирую-10 лительный элемент подключен к входу синщие входи первого и второго операционныххронного детектора, выход которогоthe amplifiers included pulses, the output of the adder through the partition of the arrays of the elements, the inverting-10 lithium element is connected to the input of the blue input of the first and second operational synchronous detector, the output of which усилителей подключены соответственно к вл етс  выходом устройств выходам первого и второго переключателей , причем первый вход первого переклюthe amplifiers are connected respectively to the output of the devices to the outputs of the first and second switches, with the first input of the first switching
SU894683393A 1989-04-25 1989-04-25 Coordinate-sensitive device SU1693396A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894683393A SU1693396A1 (en) 1989-04-25 1989-04-25 Coordinate-sensitive device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894683393A SU1693396A1 (en) 1989-04-25 1989-04-25 Coordinate-sensitive device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1693396A1 true SU1693396A1 (en) 1991-11-23

Family

ID=21443836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894683393A SU1693396A1 (en) 1989-04-25 1989-04-25 Coordinate-sensitive device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1693396A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ал кишев С.А. и др. Лазерные опорные системы. - Электронные и газоразр дные приборы, вып. 7(498), - М. ЦНИИЭлектрони- ка, 1977, с.51. Себко С.Е. и др. Фотоэлектронное уст- ройство.дл исследовани угловых флуктуации оптического излучени . - Приборы и техника эксперимента, 1977,- № 1, с.207- 210. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2125543A (en) Birefringence type measuring device
US4543526A (en) Capacitive device for the measurement of displacements
SU1693396A1 (en) Coordinate-sensitive device
US4615616A (en) Measuring distance apparatus
US3552863A (en) Method and apparatus for comparing the transmittance of a sample and a standard
US5821528A (en) Two light intensities difference convert into frequency modulator for parallel photodiodes
RU2800159C1 (en) Light receiver
SU1603200A1 (en) Position sensitive sensor of optical radiation
SU1689764A1 (en) A light beam deviometer
US3497805A (en) Circuit including a constant amplitude pulse generator for adjusting the amplitude of pulses produced by a transducer
SU1415426A1 (en) Photo-current amplifier
JPS639167B2 (en)
SU712687A1 (en) Photometer
SU1631324A1 (en) Photoelectric transducer of movements into electric signal
SU1288508A1 (en) Photoreceiver
JPS5888608A (en) Optical position detector
SU1548673A1 (en) Photodetector
SU1349671A1 (en) Photodetector device
SU1248413A1 (en) Photodetectin device
JPH0626970Y2 (en) Optical signal detection circuit
SU826836A1 (en) Phase converter
SU1242722A1 (en) Device for measuring phase characteristics of photodetectors
SU526828A1 (en) Direct current thermoanemometer
SU1441317A1 (en) Multichannel measuring system
SU1627862A1 (en) Photo-electric device