Фотоэлектрическое устройство для контроля углового положения

Фотоэлектрическое устройство для контроля углового положения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

:386368

О П И С

ИЗОБР

К АВТОРСКОМ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. с

Заявлено 19ЛУ.1971

М. Кл. б 02f 7/0 0 с присоединением за

Приоритет

Опубликовано 14.VI.

Дата опубликования

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иэооретений и открытий

УДК 531.74:531.715..2 (088.8) Авторы изобретения

А. М. Горбань, В. М. Михно, Ф. В. Черный и В. К. Афанасьев

Заявитель

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени

Украинской ССР завод «Арсенал» имени В. И. Ленина

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

УГЛОВОГО ПОЛО)КЕНИЯ

Устройство относится к системам автоматического контроля и регулирования.

Известны фотоэлектрические устройства для контроля углового положения, содержащие последовательно расположенные осветитель, поляризатор, модулятор, анализатор, фотоприемник, выход которого подключен к усилителю-формирователю, и генератор треугольных импульсов, подключенный к модулятору.

Описываемое устройство отличается тем, что в нем дополнительно установлены два логических элемента «И», генератор прямоугольных импульсов и реверсивный счетчик. Причем входы управления реверсивного счетчика соединены с выходами логических элементов

«И», входы которых подключены к выходу усилителя-формирователя и к выходам генератора прямоугольных импульсов. Вход синхронизации последнего соединен с выходом генератора треугольных импульсов. Это позволяет повысить быстродействие и точность работы устройства.

На фиг, 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— эпюры, поясняющие ее работу.

Устройство содержит осветитель 1, две поляризационные призмы — поляризатор 2 и анализатор 8, фотоприемник 4, модулятор 5, усилитель-формирователь б, логические элементы «И» 7 и 8, генератор 9 прямоугольных импульсов, генератор 10 треугольных импульсов и реверсивный счетчик 11.

Зависимость интенсивности светового потока Е осветителя, прошедшего призмы 2 и 8, в плоскости фотокатода фотоприемника нелинейная Е=Е„сов а (см. фиг. 2, эпюра А) и

10 определяется углом рассогласования а„между плоскостями поляризации призм. Выход фотоприемника соединен через усилитель-формирователь б с входами логических элементов, на вторые входы которых включены противо15 фазные выходы генератора 9. Вход синхронизации последнего подключен к выходу генератора 10, который подсоединен к электрическому входу модулятора 5. Выходы логических элементов подключены к управляющим (знаковым) входам цифрового измерителя временных интервалов, например реверсивного счетчика 11, предназначенного для периодического измерения разности временных интервалов, например, методом подсчета импульсов стабильной частоты jo, поступающих на счетный вход счетчика от стандартного генератора (на фигурах не показан).

На модулятор с генератора 10 подается периодический сигнал (напряжение или ток), 386368 изменяющийся по закону «треугольной» симметричной волны (см. фиг. 2, эпюра В).

U.— д О((—, 4t т и„ 4- (-- 4)j Д44 —, „à4, 4 t — — ) 2 для Т 3Т

2 4

Зт — ) для —

Т 4 где Т вЂ” период следования, U„, — амплитуда колебаний.

На входы логических элементов 7 и 8 от генератора 9 подаются противофазные периодические прямоугольные импульсы длительностью —, которые присутствуют во время пряТ

2 мого (от — U до +U ) и обратного (от

+U до — Um) хода модулирующего сигнала

U„.

Работает предлагаемое устройство следующимм о бр аз ом.

При подаче на модулятор 5 сигнала U„с генератора 10 .в системе появляется дополнительное кажущееся рассогласование Ир — kU (k — коэффициент пропорциональности), изменяющееся в соответствии с модулирующим сигналом (см. фиг. 2, эпюра В), которое накладывается на действительно измеряемое рассогласование d, при этом обеспечивается 44р! ) (d(. В РезУльтате на катоде фотопРиемника 4 интенсивность светового потока изменяется по закону E=E cos (а:,+ир) (см. фиг. 2, эпюра С).

Фотоприемник преобразует световой, поток в электрический сигнал 1ф., (t) = K ë„Eò cos (ах + ар) (см. фиг. 2, эпюра С), где ʄ— интегральная чувствительность фотоприемника. Усилительформирователь б из электрического сигнала на выходе фотоприемника формирует короткие электрические импульсы в моменты, соответствующие нарастаниям сигналов (их передним фронтам) на выходе фотоприемника (см, фиг. 2, эпюра D). Эти импульсы с усилителяформирователя поступают на входы логических элементов 7 и 8 и, если импульс D с усичителя-формирователя совпадает с управляющим импульсом прямого хода Е, поступающим с генератора 9, счетчик 11 начинает работать в режиме сложения счетных импульсов частоты fq до момента прихода следующего импульса D с усилителя-формирователя, совпадающего с управляющим импульсом обратного хода F с генератора 9, после чего счетчик начинает работать в режиме вычитания импульсов частоты /,. При этом он выполняет операцию (см. фиг. 2, эпюра F)

AN = 4 (, — .) = 1. (— Š2

\, 2 — —: : 2At = 4/,At, где AN — цифровой код, фиксируемый счетчиком к концу цикла измерения, 11 и 4 — временные интервалы между импульсами D.

Величина At определяется из .выражения

„Ecos à =К„Е сов Ю

4М

"т)

М= а. т

4U /ã

После подстановки. значения At в выражение для AN

10 а.4"

Т1, 4и

Отсюда следует, что значение кода AN на выходе счетчика связано линейной зависимостью с измеряемым углом а, (при Т, fo, k, U =const). При этом результат измерения не зависит от вида характеристики пропуска30 ния Е=f(а) устройства: и чувствительности фотоприемника, а зависит только от стабильности параметров модулирующего воздействия. Сброс счетчика в нулевое положение производится, например, каждым импульсом

35 D, поступающим с усилителя-формирователя и совпадающим с прямым ходом модулирующей функции U„.

Предмет изобретения

Фотоэлектрическое устройство для контроля углового положения, содержащее последовательно расположенные осветитель, поляризатор, модулятор, анализатор, фотоприемник, 45 выход которого подключен к усилителю-формирователю, и генератор треугольних импульсов, подключенный к модулятору, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности работы, в нем

50 дополнительно установлены два логических элемента «И», генератор прямоугольных импульсов и реверсивный счетчик, причем входы управления реверсивного счетчика соединены с выходами логических элементов

55 «И», входы которых подключены к выходу усилителя-формирователя и к выходам генератора прямоугольных импульсов, вход синхронизации которого соединен с выходом генератора треугольных импульсов, 386368

Фиг 1

Фиг 2

Редактор T. Юрчикова

Заказ 2432/13 Изд. № 1643 Тираж 551 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Рыгалин

Техред Л. Грачева

Корректоры: В. Петрова и Е. Давыдкина