SU569872A1 - Оптико-электронный датчик - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть иснользовано в оптических след щих системах. .

Известны оптико-электронные датчики,, используемые в оптических след щих системах , юстировочных приспособлени х, навигационных приборах l,

Из известных оптико-электронных дат чиков наиболее близким по технической суШ ности к предлагаемому  вл етс  датчик, со держащий объектив, два фотоприемника, эталонный источник света с модул тором, оптически св занный с фото приемниками, фильтры низкой частоты и фильтры высокой частоты, входы которых соединены с като- дами соответствующих фотоприемников, и источник питаш   3 J.

Объектив проецирует, световой зонд от источника света, по которому определ йт с  угловое рассогласование, в виде узкой полосы на фотоприампики, первый из которых имеет треугольную диафрагму, а второй -пр к оугольную. При по влерши углового рассоглосовпии  световой зонД перемеитпртс  по мупствитольным площадкам

фотоприемников. Фртоприемники также освещаютс  в равной степени эталонным источником модулированного света. С по- мошью фильтров высокой и низкой часто сигнал раздел етс  на переменную и посто нную составл ющие.

Переманна  составл юша  от пр моугольного фотоприемника используетс  как сигнал дл  управлени  коэффициентом пердачи оптико-электронного датчика по посто нной составл ющей сигналов фотопри- емников. Выходной сигнал оптико-электрокного датчика представл ет собой частное от делени  сигналов посто нной составл ющей, от пр; моугольного и треугольного фотоприемников.

Недостатком оптико-электронного дат чика  вл етс  ограниченна  область применени , посколькуво многих системах требуетс  иметь сигнал от датчика как в аналоговом виде, так и в виде временного интервала между двутл  импульсами .

Claims (1)

1. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей датчика. Поставленна  цепь достигаетс  тем, что в оптико-электронный; датчик, содержащий объектив, два фотоприемника, эталонный источник света с модул тором, оптичгски св занный с фотоприемниками, фи отры низкой частоты и фильтры высокой частоты входы которых соедин ны с катодами соответствующих фотоприемников, и источник питани , введены генератор пр моугольных импульсов, ключэвое устройство, накопител ный конденсатор, управл емое сопротивлени два компаратора дифференциальный усилитель и синхронный детектор, причем один из контактов ключевого устройства соед№нен с источником питани , второй контакт с накопительным конденсатором, управл к ший вход ключевого устройства соединен с генератором пр моугольных импульсов, первые входы компараторов соединены, с на копительным конденсатором, вторые входы компараторов соединены с выходами соответствующих фильтров низкой частоты, один из выводов управл емого сопротивлени  соединен с катодом одного из фотоприемников , второй вывод управл емого сопротивлени  заземлен, управл ющий вход управл емого с.опротивлени  соединен)с выходом синхронного детектора, вход синхронного детектора соединен с выходом дифференциального усилител , вхСДы которых соединены с выходами фильтров высокой частоты, управл ющий вход синхронного детектора соединен о модул тором. На чертеже изображена схема оптикоэлектронного датчика, вариант. Предлагаемый датчик содержит объектив 1, фотоприемники 2 и 3, эталонный источник свет л 4 с модул тором 5, оптически св занный с фотоприемниками 2 и 3, ключ&вое устройство 6, в качестве которого использован полевой транзистор, соединенное управл ющим входом с генератором 7 пр моугольных импульсов, а двум  выводами - |С накопительным конденсатором 8 и катода ми фотоприемников 2 и 3 и источником 9 питани . К анодам фотоприемников 2 и 3 подключены фильтры- 10 и 11 низкой частоты и фильтры 12 и 13 высокой частоты . Выходы фильтров 12 и 13 высокой чао тоты соединены со входами дифференциального усилител  14, выход которого соединен со входом синхронного детектора 15. Выход синхронного детектора 15 подключе к управл ющему входу управл емого сопротивлени  16 на полевом транзисторе, включенного между анодом фотоприемника и землей, а управл ющий вход синхронного детектора 15. соединен с модул тором 5. Выходы фильтров 10 и 11 низкой частоты соединены с соответствующими входами компараторов 17 и 18; другие входы компараторов 17 и 18 соединены с накопительным конденсатором Ь через согласующий усилитель 19. Оптико-электронный датчик работает следующим образом. С помощью объектива 1 на фотоприемники 2 и 3 проекпируетс  изображение светового зонда. по влении углового рассогласовани  это изображение перемещаетс  По чувствительным поверхност м фотоприемников 2 и 3, в результате чего световой поток, падающий на один из фотоприемпиков увеличиваетс , а на другой уменьщаетс . На выходах фильтров 10 и 11 низкой частоты по вл5П01 -Я посто нные сигналы, разность между которыми пропорциональна углу рассогласовани . С помощью ключевого устройства 6 генератора 7 пр  оутольных импульсов и источника питани  9 на накопительном конденсаторе 8 формируетс  периодическое линейно измен ющеес  напр жение, которое через согласующий усилитель 19 подаетс  на первые входы ком-, параторов 17 и 18. Это напр жение сравниваетс  компараторами 17 и 18 с соответствующими посто нными сигналами на выходах фильтров 10 и 11 низкой частоты, а на выходах компараторов 17 и 18 формируетс  периодическа  последовательность импульсов, временной интервал между которыми пропорционален угловому рассогласованию . Временной интерва не зависит от величины освещенности светового зонда, поскольку при ее изменении одновременно измен ютс  как посто нные сигналы на выходах фильтров 10 и 11 низкой частоты, так и наклонпинейно измен ющегос  напр жени  на выходе согласующего усилител  19, определ емый суммой фототоков фотоприемников 2 и 3. Автоматическа  корректировка нестабильности чувствительности фотоприемников 2 и 3 производитс  следующим образом. Модул тор 5, частота которого значительно бельше частоты генератора 7 пр моугольных импульсов, управл ет работой этало ного источника света 4. Переменные составл ющие фототоков фо- Фоприемников 2 и 3, выделенные фильтрами 12 и 13 высокой частоты, поступают на дифференциальный усилитель 14. Разностный сигнал с его выхода детекттфуетс  синхронным детектором 15, опорным напр жением дл  которого  вл етс  сигнал модул тора 5, поступает на управл ющий вход управл емого сопротивлени  16 и измен ет его таким образом, чтобы свести к нулю разность переменных составл ющих фототоков фотопрнемников 2 и 3. Слтико-электронный датчик обладает широкими функциональными возможност ми так как его выход1Ъ1ми сигналами  вл ют с  временной интервал между имнульсами компараторов 17 и 18 и аналоговый сит нал, равный разности напр жений на выходах фильтров 10 и 11 низкой частоты. Вместе с тем временной интервал не зависит от освещенности зонда и от изменени  чувствительности фотоприемников 2 и 3. Формула изобретени  Оптико-электронный датчик, содержащий объектив, два фотоприемника , эталонный источник света с модул тором, оптически ев занный с фотоприемникамр, фильтры низкой частоты и фильтры высокой частоты, входы которых соединены с катодагли соответ ствующих фотоприемников, и источник питани , отличающийс  тем, что , с целью расширени  функцнонапь ных возможностей, в него введены генератор пр моугольных импульсов, ключевое ус ройство, накопительный конденсатор, управл емое сопротивление, два компаратора, ди ференциальный усилитель и синхронный детцктор , причем один из контактов ключевого устройства соединен с источником питани , второй контакт - с накопительным конденсатором , управл кший вход ключевого устройства соединен с генератором пр моугольных импульсов, первые входы компараторов соединены с накопительным конденсатором, вторые входы компараторов соединены с выходами соответствуюи1их фильтров ьшзкой часто1Ъ1, один из выводов управл емого сопротивлени  соединен с катодом одного иа фотоприемников, второй вывод управл емо о сопроттвлени  заземлен, управл ющий вход управл емого сопротивлени  соединен с выходом синхронного детектора,: вход синхронного детектора соединен с выходом дифференциального усилител , входы которых соединены с выходами фильтров высокой частоты, управл ющий вход синхронного детектора соединен с модул тором, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1, Кравцов В. Н,Стрельников Ю. В, Позиционно-чувствительные датчики оптичес- ких след щих систем,М,, Наука, 1969 с, 39. 2,Николаев П, В,, Сабинин Ю. А,, Фотоэлектрические след щие системы. Л,, Энерги , 1969 с. 96, 3,Патент США М ЗО84261, кл, 25О2ОЗ , О2,О4.63.