SU375666A1

SU375666A1 - DISPLAY SENSOR

Info

Publication number: SU375666A1
Application number: SU1436268A
Authority: SU
Inventors: В. И. Моргунов В. В. Юрасов Е. И. Виноградов
Priority date: 1970-05-12
Filing date: 1970-05-12
Publication date: 1973-03-23

Description

1one

Устройство относитс к системам автоматического контрол и регулировани .The device relates to automatic control and regulation systems.

Известны датчики перемещений, содержаише последовательно расположенные полупроводниковые излучатели, заслонку и фотодиоды, соединенные встречно-параллельно и подключенные к входу блока преобразовани , а к выходу усилител блока преобразовани подсоединен широтно-импульсный модул тор.Displacement sensors are known, containing sequentially arranged semiconductor emitters, a damper and photodiodes connected in anti-parallel and connected to the input of the conversion unit, and a pulse-width modulator is connected to the output of the amplifier of the conversion unit.

Предложенное устройство отличаетс тем, что в блоке преобразовани дополнительно установлен интегратор, вход которого иодключен к фотодиодам, а выход к входу усилител , причем выход блока преобразовани соединен с анодом и катодом полупроводниковых излучателей .The proposed device is characterized in that an additional integrator is installed in the conversion unit, the input of which is connected to the photodiodes and the output to the input of the amplifier, the output of the conversion unit being connected to the anode and cathode of semiconductor radiators.

Такое выполнение позвол ет повысить точность работы устройства.This embodiment improves the accuracy of the device.

На фиг. 1 показана блок-схема датчика перемещений; на фиг. 2, а - т - эпюры, по сн ющие принцип действи устройства.FIG. 1 shows a block diagram of a displacement sensor; in fig. 2, a - t are diagrams explaining the principle of the device.

Датчик Перемещений содержит полупроводниковые излучатели 1 и 2, заслонку 3, фотодиоды 4 н 5. Интегратор 6, усилитель 7 и щиротно-импульсный модул тор 8 образуют блок 9 преобразовани . Заслонка 3 кинематически св зана с подвижным объектом (на чертеже не показан) и измен ет свое положение, в результате чего происходит модул ци световых The Displacement Sensor contains semiconductor emitters 1 and 2, gate 3, photodiodes 4 n 5. The integrator 6, the amplifier 7 and the pulse-width modulator 8 form a conversion unit 9. The valve 3 is kinematically connected with a moving object (not shown in the drawing) and changes its position, as a result of which the light is modulated

сигналов, генерируемых полупроводниковыми излучател ми / и 2, и мен етс интенсивность потоков, поступающих на фотодиоды 4 и 5, включенные встречно-параллельно.signals generated by the semiconductor radiators / and 2, and the intensity of the fluxes entering the photodiodes 4 and 5, connected in opposite directions, varies.

Обратна св зь в датчике обеспечиваетс за1ииткой полупроводниковых излучателей 1, 2 непосредственно с выхода широтно-импульсного модул тора S и Включением в схему датчика интегратора 6. В нулевом положении заслонки излучатели запитываютс разнопол риыми им-пульсами пр моугольной формы одинаковой длительности, при этом при положительном импульсе ток проходит только через излучатель , а при отрицательиом - через излучатель 2. Последнее обусловлено тем, что излучатели представл ют собой иолуироводниковые диоды, например, из арсенида галли .The feedback in the sensor is ensured by the wiring of semiconductor emitters 1, 2 directly from the output of the pulse-width modulator S and the inclusion of the integrator 6 sensor in the sensor circuit. impulse, the current passes only through the emitter, and with a negative impulse through the emitter 2. The latter is due to the fact that the emitters are diode-diode diodes, for example, from arsenide Allie.

Папр жение на выходе широтно-импульсного модул тора 8 при нулевом положении заслонки имеет вид, представленный на фиг. 2, а, ток в полупроводниковом излучателе / - на фиг. 2, б, ток в излучателе 2 - на фиг. 2, в.The coupling at the output of the pulse-width modulator 8 at the zero position of the flap has the form shown in FIG. 2, a, the current in the semiconductor emitter / in FIG. 2, b, the current in the radiator 2 - in FIG. 2, c.

Полупроводниковые излучатели 7 и 2 посылают на фотодиоды 4 н 5 одинаковые лучистые потоки Фь Фа (см. фиг. 2, г, д); фототоки и, is фотодиодов 4, 5 (см. фиг. 2, е, ж) в силу их встречно-параллельного включени имеют одинаковую амплитуду to, но разную нол рность . Очевидно, что в нулевом положении заслонки сигнал на выходе интегратора 6 равен нулю, так как на его вход подаетс переменный ток. В замкнутом измерительном -контуре устанавливаетс равновесное положение, так как напр жение на входе широтно-импульсного модул тора также равно нулю. При отклонении заслонки от нулевого положени интенсивность потоков, падающих на фотодиоды 4 и 5, измен етс . Пусть, напри- 10 мер, на фотодиод 4 проходит вдвое больщий поток Ф1, чем поток Фа на фотодиод 5 (см. фиг. 2, 3, и). Тогда фототок Г/, фотодиода 4 в два раза превыщает фототок it, фотодиода 5 (см. фиг. 2, к, л). После интегрировани 15 фототоков ii, ib на выходе интегратора по вл етс сигнал (il, - /5)/2. Сигнал ПОСТОЯННОГО тока после усилени усилителем 7 поступает на вход щиротно-импулысного модул тора 8, который преобразует 20 усиленный сигнал в изменение длительности положительного и отрицательного импульсов, при этом дл обеспечени отрицательной обратной св зи продолжительность положительного импульса уменьщаетс , а отрицательно- 25 го - возрастает. Изменение продолжительности импульсов происходит до тех нор, нока на , выходе интегратора сигнал не снизитс практически до нул . Дл этого необходимо, чтобы на выходе щиротно-импульсного модул тора 30 длительность положительного импульса в два раза была короче длительности отрицательного импульса. Эпюра напр жений U на .выходе широтноимпульсного модул тора дл данного конкрет- 35 ного положени заслонки приведена на фиг. 2, м, а на фиг. 2, н, о - эпюры токов полупроводниковых излучателей 1 н 2. Элюры лучистых потоков Фь Фг, падающих на фотодиоды 4 и 5, показаны на фиг. 2, , р, а зпюры фототоков и, /5 фотодиодов 4, 5 - на фиг. 2, с, т. Площади фототоков (см. фиг. 2, с, т) фотодиодов равны между собой, а пол рности токов различны. Поэтому сигнал на выходе интеграторов 6 равен нулю, а в замкнутом измерительном контуре имеет место равновесное состо ние. Таким образом, в предлагаемом датчике происходит преобразование перемещени заслонки в изменение временного интервала . Предмет изобретени Датчик перемещений, содержащий последовательно расположенные полупроводниковые излучатели, заслонку, фотодио-ды, соединенные встречно-параллельно, и блок преобразовани , содержащий усилитель, к выходу которого подключен щиротно-импульсный модул тор , отличающийс тем, что, с целью повьипени точности работы устройства, в блоке лреобразовани дополнительно установлен интегратор , вход которого подключен ,к фотодиодам , а выход подключен к входу усилител , причем выход блока преобразовани соединен с анодом и катодом полупроводниковых излучателей .Semiconductor emitters 7 and 2 send to photodiodes 4 and 5 identical radiant fluxes Fi (see Fig. 2, g, g); Photocurrent and, is photodiodes 4, 5 (see Fig. 2, e, g), due to their counter-parallel connection, have the same amplitude to, but different zeroity. Obviously, in the zero position of the damper, the signal at the output of the integrator 6 is zero, since an alternating current is applied to its input. In a closed measuring circuit, an equilibrium position is established, since the voltage at the input of the pulse-width modulator is also zero. When the damper deviates from the zero position, the intensity of the fluxes incident on the photodiodes 4 and 5 changes. Suppose, for example, that photodiode 4 passes a twice larger flux of F1 than the flux of Fa to photodiode 5 (see Figs. 2, 3, and). Then the photocurrent G /, photodiode 4 is twice as high as the photocurrent it, photodiode 5 (see Fig. 2, k, l). After integrating 15 photocurrents ii, ib, the signal (il, - / 5) / 2 appears at the output of the integrator. The signal of the CURRENT current after amplification by the amplifier 7 is fed to the input of the pulse-width modulator 8, which converts the 20 amplified signal to a change in the duration of the positive and negative pulses; . The change in the duration of the pulses occurs as far as the signal goes, but the integrator output signal does not decrease to almost zero. For this, it is necessary that at the output of the pulse-width modulator 30 a positive pulse duration is twice as long as the negative pulse duration. The plot of the voltage U at the output of a pulse-width modulator for a given particular valve position is shown in FIG. 2, m, and in FIG. 2, n, o - plots of currents of semiconductor emitters 1 n 2. Eluras of radiant fluxes Fi and Fg, incident on photodiodes 4 and 5, are shown in FIG. 2,, p, and the photocurrents of the photocurrents and, / 5 photodiodes 4, 5 - in FIG. 2, s, t. The areas of the photocurrents (see Fig. 2, s, t) of the photodiodes are equal to each other, and the polarities of the currents are different. Therefore, the signal at the output of the integrators 6 is zero, and an equilibrium state takes place in the closed measurement loop. Thus, in the proposed sensor, the movement of the valve is converted into a change in the time interval. The subject of the invention is a displacement sensor comprising sequentially arranged semiconductor emitters, a flap, photodiodes connected anti-parallel, and a conversion unit containing an amplifier whose output is connected to a pulse-width modulator, characterized in that , an integrator, the input of which is connected to the photodiodes, is additionally installed in the conversion unit, and the output is connected to the input of the amplifier, the output of the conversion unit being connected to the anode and the cathode om semiconductor emitters.