SU251417A1 - Фотоэлектрический датчик линейных перемещений - Google Patents

Description

В области автоматики известны фотоэлектрические датчики линейных перемещений, содержащие два излучател , поочередно излучающих пр моугольные импульсы, фотоприемник , щторку, перекрывающую световой поток от одного излучател , и усилитель сигналов рассогласовани , подключенный к регул тору тока, формирующего амллитуду импульсов другого излучател .

Однако крутизна выходного сигнала такого датчика зависит от-мощности излучателей и чувствительности фотоприемников, которые могут измен тьс  при воздействии внешних факторов.

Кроме того, больщое выходное сопротивление фотоприемников, используемых в подобных устройствах, требует в определенных случа х использовани  согласующих трансформаторов .

Описываемое устройство позвол ет уменьшить выходное сопротивление и повысить стабильность крутизны выходного сигнала путем введени  в него трехобмоточного сигнального трансформатора, две обмотки которого через разделительные конденсаторы и резисторы включены в цепи излучателей, а треть  обмотка  вл етс  выходной.

на принципиальна  электрическа  схема описываемого устройства. Устройство содержит Ki, KZ - полупроводниковые ключи, формирующие пр моугольные импульсы тока, проход щие по излучател м //j, и И2, причем //1 - излучатель с регулируемой амплитудой импульсов тока, а //2 - излучатель с нерегулируемой амплитудой импульсов тока; ФП -

фотоприемник; Ш - шторка, св занна  с перемещающимс  объектом; У - усилитель сигналов рассогласовани  переменного тока; Р- регул тор амплитуды имлульсов излучател  ь ) 2 - сопротивлени , на которых выдел ютс  сигналы, пропорциональные токам, протекающим через излучатели; jR - ограничивающее сопротивление в цепи нерегулируе .мого излучател  И2, Ci, С - разделительные конденсаторы, исключающие попадание посто нной составл ющей импульсов тока в обамотку выходного трансформатора; Тр - трансформатор выходных сигналов; U - напр жение питани ; ( -выходное напр л ение; /„од - частота переключени  полупро5 водниковых ключей Ki и К2.

Работа схемы описана дл  того случа , когда шторка Ш, св занна  с объектом, перемещение которого измер етс , неподвижна и не перекрывает световой поток излучател  HZ

Ключи /С и К.2 работают поочередно, формиру  излучение пр моугольных световых имлульсов излучател ми И и MZ с частотой /„од и длительностью полпериода.

На фотоприемнике ФЯ по вл етс  сигнал рассогласовани  пр моугольной формы, пропорциональный разнице световых потоков, падающих от излучателей MI и Яа. Рассогласование обусловлено в общем случае неодинаковостью мощностей излучени  излучателей и несимметричностью их расположени  относительно фотоириемников. Выходной сигнал фотоприемника усиливаетс  усилителем У и, воздейству  на регул тор Р, так измен ет амплитуду импульсоВ тока, проход щих через излучатель Яд, чтобы свести к минимуму (с точностью до статической ошибки) сигнал рассогласовани  световых .потоков, падающих на фотоприемник ФЯ.

Сигнал рассогласовани  .измен ет ток лервого источника и снова,с точностью до статической ошибки, восстанавливает равенство световых потоков частично затененного излучател  Я2 и соответственно уменьшенного светового потока излучател  Яь

На выходной обмотке трансформатора напр жение изменитс  в соответствии с изменением соотношени  токов первого и второго излучател , т. е. пропорционально смещению шторки. При достаточно большом коэффициенте усилени  тракта усилитель -регул тор резко ослабл етс  вли ние на величину выходного сигнала, пропорционального смещению шторки, как чувствительности фотоприемника , так и мощности, излучаемой излучател ми Я| и Яз, т. е. стабильность крутизны определ етс  в основном стабильностью токовых импульсов, проход щих через излучатель И. Величина крутизны выходного сигнала определ етс  сопротивлени ми Ri и Rz, а также коэффициентом трансформации выходного трансформатора Тр и может варьироватьс  в

щироких пределах. К достоинству предлагаемой схемы следует отнести низкое выходное сопротивление.

Описанна  схема применима к любым излучател м , у которых вс  люкс-амперна  характеристика или ее часть допускает линейную аппроксимацию.

Нредмет изобретени 

Фотоэлектрический датчик линейных перемещений , содержащий два излучател , поочередно излучающих пр моугольные импульсы, фотоприемник, шторку, перекрывающую световой поток от одного излучател , и усилитель сигналов рассогласовани , подключенный к регул тору тока, формирующего амплитуду импульсов другого излучател , отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности крутизны выходного сигнала и снижени  выходного сопротивлени , он содержит трехобмоточный сигнальный трансформатор, две обмотки которого через разделительные конденсаторы и резисторы включены в цепи излучателей , а треть  обмотка,  вл етс  выходной.

0

U

-и О

Фиа 1