SU377832A1 - Фотоэлектрический индикатор линейных перемещений - Google Patents

Description

1

Индикатор относитс  к элементам систем автоматического управлени  и  вл етс  прецизионным преобразователем линейных перемещений в электрические сигналы.

Известны индикаторы линейных (угловых) перемеидений, содержаш,ие оптически соединенные светодиоды, шторку н фотоприемники, выход одного из которых через усилитель сигналов рассогласовани  соединен с одним из светодиодов.

Предлагаемый индикатор отличаетс  от известных тем, что, в цел х уменьшени  дрейфа нул , он дополнительно содержит полупрозрачную пластину, расположенную между светодиодами и шторкой на равных рассто ни х и параллельно чувствительным поверхност м фотоприемников, расположенных на одной оптической оси, и цилиндрические линзы, установленные перед фотоприемниками.

Па чертеже показана схема предлагаемого индикатора.

Индикатор содержит светодиоды 1 к 2, сигнальный фотоприемник 3, фотоприемник 4 схемы выравнивани ; шторку 5, св занную с чувствительным элементом, перемеш;ение которой измер етс  или отрабатываетс ; усилитель 6 сигналов рассогласовани  мощностей излучени  излучателей с элементами преобразовани , цилиндрические линзы 7 и S, полупрозрачную пластину 9 и щитки /О.

Первоначально шторка находитс  в нулевом положении. Светодиоды возбуждаютс  поочередно (в нротивофазе) пр моугольными импульсами или гармонической огибающей на фоне посто нного смещени . От каждого светодиода поток излучени  попадает на полупрозрачную (например, стекл нную) пластину, установленную в плоскости, параллельной плоскости шторки. Больша  часть потока излучени  проходит через пластину и щель в шторке н попадает на плоскость линзы 8, установленной так, чтобы ее фокус лежал на поверхности фотонриемника 3, а ось была параллельна кромкам шторки. Таким образом на поверхности приемника образуютс  параллельные, узкие , близко расположенные зоны облучени  от светодиодоБ, участвующие в создании полезного сигнала.

Отраженна , небольша , часть упавшего на поверхность полупрозрачной пластины потока излучени  попадает на плоскую поверхность линзы 7, затем на поверхность фотоприемника 4, включенного в контур цепи выравнивани . Па поверхности этого приемника создаютс  две полоски облучени , интенсивность которых в точности пропорциональна потокам, надающим на фотоприемник 5.

Работоспособность описываемой конструкции обеспечиваетс  установкой затен ющих щитков 10, нреп тствующих непосредственному попаданию потоков излучени  от светодиодоБ на светочувствительную поверхность приемника 4.

При по влении разности в падающих на приемник 3 потоков от двух излучателей эта же разность выдел етс  фотоприемником 4 и, будучи усиленной усилителем 6, так воздействует на возбуждение излучател  светодиода 1, чтобы подавить возникшее первоначальное рассогласование. Когда шторка паходитс  в нулевом положепии, изменившиес , по выровненные контуром выравнивани  потоки при любОМ изменении чувствительности приемников не могут вызвать по влени  переменной составл ющей сигнала на выходе индикатора, что и объ сн ет стабильность его нул . Установленные перед фотоприемниками линзы не только повышают иптенсивность падающей на поверхность приемника излучени  мощности, но и устран ют составл ющую дрейфа, вызываемую в известных индикаторах тепловыми деформаци ми корпусов фотоприемников, кристаллодержателей и т. д. Люба  така  деформаци  неизбежно приводит к изменению телесного угла, под под которым излучатель «видит поверхность приемника, и, следовательно, к дрейфу полезного сигнала. Об разование на поверхности приемника узких полос облучени , параллельных кромкам шторки, устран ет причипу дрейфа, поскольку телесный угол, мощность излучени  в котором участвует в создании полезного сигнала, остаетс  неизменным и определ етс  контуром плоской поверхности цилипдрической линзы, установленной симметрично относительно излучателей.

При смещении шторки из нулевого положени  на фотоприемнике 3 выдел етс  сигнал, пропорциональный разности перераспределенных шторкой переменных составл юших потоков излучени , а его фаза зависит от направлепи  смещепи .

Предмет изобретени 

Фотоэлектрический индикатор линейных перемещений, содержащий светодиоды и оптически соединенные шторку и фотоприемники , выход одного из которых через усилитель сигналов рассогласовани  соединен с одним из светодиодов, отличающийс  тем. что, с целью компенсации дрейфа нул  индикатора , он содержит полупрозрачную пластину , расположенную между светодиодами и шторкой на равных рассто ни х и параллельно чувствительным поверхност м фотоприемников , и цилиндрические линзы, установленные перед фотоприемниками, расположенными на одной оптической оси.