Электронно-оптический датчик координат

Электронно-оптический датчик координат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОЬАУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п) 475639

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.06.73 (21) 1939782/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл. 6 06k 11/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.75. Бюллетень № 24

I

Дата опубликования описания 14.10.75 (53) УДК 621.397.3 (088.8) (72) Авторы изобретения Л. Ф. Ивин, A. И. Рачительный, Н. И. Рощин и Г. С. Черемухин (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК КООРДИНАТ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптических информационных системах в качестве датчика следящей системы, преимущественно для слежения за светящимся ооъектом, а также для определения координат светового пятна на плоскости.

Известны электронно-оптические датчики координат, выполненные без движущихся частей, где с помощью визирного устройства изображение источника излучения проецируется на фотоприемник, чувствительная поверхность которого выполнена в виде четыре.;. изолированных квадрантов. Каждый квадрант фотоприемника соединен с соответствующим амплитудным компаратором через интегрирующую схему, содержащую, например, усилитель, между входом и выходом которого подключена интегрирующая емкость и параллельно ей — ключ для разряда емкости. Амплитудные компараторы имеют одинаковый порог срабатывания. При отклонении изображения источника излучения от оптической оси датчика срабатывание каждого амплитудного компаратора происходит неодновременно, что фиксируется устройствами сравнения, которые формируют выходной сигнал датчика.

Недостатком такого устройства является существенная зависимость позиционной характеристики датчика от параметров источника излучения и погрешностей электронной схемы обработки информации, т. е. от погрешностей интегрирующих схем, уходов порога срабатывания ампли1 дных компарат оров, по5 грешностсй импульсных сх=., сравнения.

Цель изобретения — повышение точности работы датчика.

Указанная цель достигается тем, что в известный электронно-оптический датчик коор10 динат, имеющий визир, оптически связанный с фотоприемником, чувствительная поверхность которого выполнена в виде. четырех изолированных квадрантов, усилитель и схему сравнения, дополнительно введены демодулятор и переключатели, соединяющие попарно диагонально расположенные квадранты фотоприемника с одним из входов усилителя, выход которого связан со входом демодулятора и через схему сравнения с другим свопм

20 входом, выходы демодулятора подключены к выходу датчика. Такое выполнение датчика позволило получить на выходе демодулятора позиционный сигнал, а на выходе усилителя сигнал, который не заьиспт от положения све25 тового пятна на чувствительной поверхности фотоприемника, но несет информацшо обо всех других параметрах датчика: чувствительносги фотоприемника, интенсивности падшощего света, коэффициенте усиления усилите30 ля и т. д. С помощью схемы сравнения и усы475639

ЛПТЕЛЯ ЭТОТ СИГНЯЛ СТЯОИЛ113kfP) СТС11 На ОДНОМ уровне, что позволяет пол,чять па выходе дсмоду7kiTopa позпционнуlо кар я ктс}1 исти 17у дя! !Пка c BblcoKQII TQHHocTblo.

На черте."кс предстя!В.7сНВ 070K-схема llpc, Lлагасмого датчика.

Дат Il!K COCTOHT Из Bli3Hp3 1, Bbl;10;ILICHHOI О, например, в Виде прямоугольной д;!афрагмы, В рсЗу1ьтяте источник излучснп!! 2 OL3pH3 i OT ня чувствительной поверхности фотопрпсм11Н1 я 3 cBOTQBoc пятно .!. Ч",Вствитс:71 па я пОВсрхность фотОГ1р!!смппкя 3 Выпо,!Псня В Видс Icтырех изолированных друг от друга квядрантов 5, 6, 7, 8, которые подкгночсHbf к сплитс710 9, имеющему регулируемый коэффициент передачи, через псреключятели 10. Усилитель

9 одновременно соединсн с демодулятором 11 и со схемой сравнения 12, имеющей опорный сигнал U опорное, причем выход схемы сравнения связан с усилителем 9 для изменения коэффициента передачи усилителя 9. Псрсключатсли 10 могут быть вьп:олпсны, например, в гиде двух ключей 13, 14, каждый из которы,. работает на частота. 2) и /.

Принцип работы устройства следуioILLHII: прп попадании источника излучения 2 в поле зрения датчика визир 1 просцпрусг излучение 2 на чувствительную поверхность фотоприсмН1!ка 3 в виде светового пятна 4, например в

Виде прямоуго 7ьнпкя, В рс3х льтятс K!1)K,biff квадрант 5, 6, 7, 8 фотоприемника 3 выдаст сигнал, пропорциональный световому потоку.

При равномерном освещении светового пятна

4 величина сигналов с квадраптов 5 — 8 пропорциональна площади засвсчсшп!х участков каждого из квадрантов 5 — 8. Сигнал! с фотоприемника 3 через псрсключатсли 10 поступают на вход усилителя 9. Поскольку ключи 13 и 14 работают па incTOTBx 2/ l! / соответственно, то сигнал пя входе уcfl illTcля 9 в каждый момент Времени представляет собой суммарный сигнал с одной из пяр квадрянтОВ, напРимеР сна !Яла j,likI Ill!i! Ififx КВЯ;!Р IHта 5, 6, затем дBQ BcpxHIIx 7. 8, далее двя левых 6, 7 и два правых квядра1! Га 5, 8 и т. д.

В рсзультатс входной сигнал усилителя 9 содержит информацию о положении свстово5

25 зо

I о пятна 4 на чувствительной поверхности фотоприемника 3 в виде переменной составляющей, в то время кяк среднее значение выходного сигнала усилителя 9 нс зависит от положения светового пятна 4 и эквивалентно

cBcT0B0xfy потоку от половины светового пятна 4. Усиленный переменный сигнал с помощью демодулятора 11 преобразуется в выходной сигнал датчика, а среднее значение выходного сигнала усилителя 9 поступает на вход схемы сравнения 12, сели оно отличается по величине от U опорное, То изменяется коэффициент передачи усилителя 9 таким образом, чтобы среднее значение выходного сигнала усилителя 9 было равно U опорное.

При изменении интенсивности источника излучения 2, чувствительности фотоприемника 3, коэффициента передачи переключателей 10 и коэффициента усиления усилителя 9 пропорционально изменяются переменная составляющая и среднее значение выходного сигнала усил11тсля 9, а вследствие стабилизации среднего значения за счет соответствующего изменc«iisi коэфф:!циснта передачи усилителя 9, позшц!онная характеристика датчика оказыВНс!cz п ни от параметров источника излучения 2, ни от параметров электронной схемы обработки информации, поскольку

Все inrpc!HHocT» компенсированы обратной связью по сигналу ОГ по7овины светового пятна 1.

Предмет изобретения

3 7cKTpoililo-оптический датчик координат, содержа!цi:é визир, оптически связанный с фотоприемником, чувствительная поверхность которогO выполнена в виде четырех изолированн!!х квадраптов, усилитель и схему сравнения, отличающийся тем, что, с целью

НОВГ1шсния точности работы датчика, он содержит демодулятор и переключатели, причем диагонально расположенные квадранты чувств:пельной поверхности фотоприемника соединены попарно через переключатели с одним HB входов усилителя, выход которого связан со входом демодулятора и через схему сравнения с дру!им своим входом, выходы демодулятора подключены к выхо,fv датчика.

475639

Вих. х

otx.3

Составитель И. Сидорова

Техред Т. Миронова Корректор И. Позняковская

Редактор Н. Коляда

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2484!6 Изд. ¹ 1590 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, УК-35, Раушскаи наб., д 4 5