SU395884A1 - Фотоэлектрический преобразователь «угол — фаза» - Google Patents

Description

1

Устройство относитс  к дискретным системам автоматического контрол  и регулировани .

Известен фотоэлектрический преобразователь «угол-фаза, содержащий последовательно расположенные источник света, объектив , осветитель, измерительный и иидпкаторП1 и | растровые диски и фотонрнемпикп, расноложеппые радпально па диске.

Предлагаемое устройство отличаетс  тем, что Б нем фотоириемипки размещены по четырем группам, причем перва  и треть  группы фотоприемнпков сдвинуты по окружности иа i/ii шага растра относительно второй и четвертой групп фотоприемников, а перва  и втора  группы фотоприемников сдвинуты на /10 шага растра относительно третьей п четвертой фотоприемников, в индикатopнo r диске растровые щтрихи сдвинуты на /|4 Hiara растра и в измерительно диске - па шага растра.

Такое выполпепие устройства позволило повысить точность его работы.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит измерительный растровый диск /, вал 2 индикаторный растровый диск 3 с четырьлш зонами растров 4, объектив 5, источник 6 света, осветитель 7, четыре группы 8, 9, 10 и 11 фотоприемников.

Измерительиый растровый диск / жестко св зан с валом 2, угол поворота которого необходимо измерить. Неподвижный индикаторный растровый диск 3 имеет четыре зоны ин5 дикаторпых растров 4. Осветитель 7 состоит из кольца с внутренней конической отражающей поверхностью и размещенного в нем малого конуса с парул ной отражающей поверхностью .

0 Отражающие конуса расположены соосно с объектпвом J. Осветптель дает параллельный пучок света и полностью засвечпвает всю рабочую область растров, в которой располагаютс  шестпадцать фотоприемников, сгруп5 пировапных в четыре группы 8, 9, 10 и //. Кажда  группа состопт из четырех фотоприемников . В качестве фотоприемников использованы плоские кремииевые солнечные батареи , обладающие линейной характеристикой. Габарнты рабочих илощадок фотоприемпиков позвол ют проектировать на них полностью всю зопу сопр жени  растров с помощью параллельпого пучка света п псключают применение дополнительных фокусиру5 ющих онтическнх элемег1тов.

Обтюраторное звено в предлагаемом преобразователе формирует выходную функцию но синусоидальному закону в},1есто треугольной за счет исключенн  высщих гармонических

0 составл ющих. Гармонический анализ треугольных функций показывает, что сложение двух одинаковых функций, сдвинутых по фазе на i/(i шага, дает возможность исключить гармоническую составл ющую 3-го пор дка, сдвиг на /10 uiyia- составл ющую 5-го пор дка , сдвиг на /м Hiara - составл ющую 7-го пор дка, сдвиг на /is Hiara - составл юущую 9-го пор дка и т. д. Подобным образом можно исключить любое необходимое количество высн1их гармоиических составл ющих , все более ириблнжа  выходную функцию к синусоидальному закону. Дл  преобразователей фазовых систем программного уиравлени  достаточно исключить гармонические составл ющие, кратные трем, п ти, семи и дев ти, т. к. фазова  погрешпость, вызванна  более высокими гармоническими составл ющими , одиннадцатью, тринадцатью, семнадцатью и т. д. незначительна и ирактически не вли ет на разрегнающую способность преобразователей . В предлагаемом преобразователе сложение подобных функций осуществл етс  нутем суммировани  электрических сигналов, иолучаемых с соответствующих фотоприемников .

Размеры растровых штрихов измерительного диска дл  исключени  гармонических составл ющих 9-го пор дка, должны удовлетвор ть необходимому условиЕО ,

18

где W - щаг растра.

В индикаторном диске дл  исключени  гармонической составл ющей 3-го пор дка перва  зоиа штрихов относительно второй зоны и треть  зона относительно четвертой зоны смещены на W/6. Дл  исключени  гармонической составл ющей 5-го иор дка перва  и втора  зоны совместно смещены относительно третьей и четвертой зон на .

Дл  исключени  гармонической составл ющей 7-го пор дка штрихи индикаторного диска имеют виутришаговый сдвиг, при этом должно

выиолн тьс  необходимое условие .--14

Дл  полученн  четырехфазной характеристикн групны штрнхов в кажх1ой зоне имеют сдвиг па W/4:.

При вращении вала 2 преобразовател  параллельный световой пучок осветител  7, модулируемый измерительным растровым диском /, попадает на фотоприемники и вызывает изменение фототоков. Электрические сигналы фотоириемников с каждой из четырех

групп 8, 9, 10 и // соответственно складываютс , в результате на выходе преобразовател  образуетс  четырехфазный сигнал, амплитуда которого пронорциональна синусу угла новорота вала.

Предмет изобретени 

Фотоэлектрический преобразователь «угол- фаза, содержащий последовательно расположенные источник света, объектив, осветитель , измерительный и индикаторный растровые диски и фотоприемники, расположенные радиально на диске, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности в работе устройства , фотонриемники размещены по четырем группам, цричем, перва  и треть  группы фотоприемников сдвинуты по окружности на 1/6 шага растра относительно второй и четвертой групп фотоприемников, а перва  и втора  группы фотоприемников сдвинуты на

/10 шага растра относительно третьей и четвертой групп фотоприемников, в индикаторном диске растровые штрихи сдвинуты на /и шага растра и в измерительном диске - на /18 шага растра.