Функциональный преобразователь перемещений

Функциональный преобразователь перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ,.К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 540267 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.03. 75 (21) 2113646/24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.12.76.Бюллетень № 47 (45) Дата опубликования описания13.05.77 (51) М. К,.

G 06 Ci 9/00

Государственный комитет

Совета Миниотроа СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335. . 8(088. 8) (72) Авторы изобретения

Г. К. Арутюнов, Г. JJ3. Инаури и Т. А. Микеладзе (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕШЕНИЙ

Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техники. Оно направлено на осуществление не только преобразования механических величин в удобные для регистрации и обработки электрические или оптические сигналы, но и на осушествление обработки информации при помощи одного устройства.

Предлагаемое устройство может найти применение в системах программного управ- 10 ления станками, в системах телеграфии, а также в других областях, где имеется необходимость в преобразовании и обработке величин механической природы, перемещение, углов поворота и т.д. l5

Известны функциональные преобразователи перемещений. Один из известных функциональных преобразователей 111 содержит измерительный элемент с управляемым зеркальцем, объектив и осветитель, состоящий 20 из источника света, линзы и светонепроницаемой шторки с узким прямоугольным вырезом. Выходное напряжение снимается с фоторезистора, имеющего профилированные электроды, выполненные из токопроводяшего ма- 25 териала, нанесенного на его фоторезистивный слой.

Управляющее напряжение через измерительный элемент разворачивает зеркальце на некоторый угол. Луч света от осветителя, пройдя через узкий прямоугольный вырез шторки, объектив и, отразившись от зеркальца, засвечивает фоторезистор. При повороте зеркальца луч света освещает различные плошайи фоторезистивного слоя, находяшегося между электродами, что приводит к изменению их проводимости. Так как электроды фотсрезистора выполнены профилированными, то при перемещении узкого луча света изменяется сопротивление фоторезистора по заданной функциональной зависимости. Это, в свою очередь, определяет изменение выходного напряжения по той же зависимости.

Недостатками устройства являются: — применение фоторезистора с профилированными электродами; — отсутствие на выходе электрических и оптических сигналов; — наличие на выходе только электрических сигналов, а при необходимости оптичес540267 ких сигналов установка дополнительных спе-. циальных преобразователей электрических сигналов в оптические.

Известен функциональный преобразователь перемещений, содержащий источник света с конденсором и последовательно установленные на оптической оси заслонку, снабженную прямоугольным окном, перемещающуюся маску, которая имеет два расположенных симметрично относительно оси профилированных по функциональному закону окна, одно из которых развернуто на 180 относительно другого, и выходной фотоприемник (2) .

Недостатком этого преобразователя является отсутствие на выходе сигналов, представленных в оптической форме, что ограничивает область его применения.

Целью изобретения является расширение области применения функционального преобразователя перемещений. 20

Поставленная цель достигается тем, что в функциональный преобразователь перемещений введены дополнительный выходной фотоприемник и два разделительных волоконно-оптических элемента, входные торцы кото- д рых установлены симметрично оптической оси и оптически связаны через одно из профилированных окон маски с основными дополнительно введенными прямоугольными окнами заслонки соответственно. Первые и вторые вы-З0 ходные торцы каждого разделительного волоконно-оптического элемента связаны с соответствующими выходами преобразователя, причем первые выходные торцы связаны с электрическими выходами преобразователя через соответствующие фотоприемники, д вторые выходные торцы — с оптическими выходами преобразователя непосредственно.

На чертеже представлена принципиальная схема функционального преобразователя пе- 40 ремещений.

Устройство содержит источник света 1, конденсор 2, заслонку 3 с основным и дополнительным прямоугольными окнами, перемещающуюся маску 4, разделительные воло- 4 конно-оптические элементы 5 и 6, первые выходные торцы 7, 8 которых связаны с электрическими выходами преобразователя, а вторые выходные торцы 9, 10 — с оптическими выходами преобразователя, и выходные фотоприемники 11, 12.

Устройство работает следующим образом.

Луч от источника света 1 через линзу— конденсор 2 направляется на заслонку 3 ив пройдя через прямоугольные окна, выдает поток света в форме прямоугольника с очень небольшим основанием и достаточно большой высотой.

B случае нахождения перемещающейся маски 4 в среднем положении обе половины 60 светового потока перекрыты и на выходных торцах 7, 8, 9, 10 разделительных волоконно-оптических элементов 5 и 6 как и на выходных фотоприемниках 11, 12 сигналы оптической и электрической природы будут от сутствовать.

При изменении положения перемещающейся маски 4 в направлении, соответствующем входному сигналу X положительной полярности, появляется для светового потока окно в маске 4 в ее верхней части.

Так как высота окна Н соответствует значению функции модулируемой кривой Н = (х), то площадь, с которой появляется выходной световой поток, будет $ = Н а, где а — о нование прямоугольника маски 4. Следовательно, площадь окна $ будет $=f(x) a a световой поток, поступающий в разделительный волоконно-оптический элемент 5, будет равен ф =E S=Ea Г(х) где Š— освещенность;

Ф вЂ” световой поток, соответствующий

4 положительному значению Х, появляется в разделительном волоконно-оптическом элементе 5 на выходных торцах 8 и 10 соответственно.

Ф, = E a K /2 f (x) = Q +(x) >

Ф где К вЂ” коэффициент поглощения разделительного волоконно-оптического элемента 5.

Напряжение с выходного фотоприемника П определяется в виде:U = С К .С(х) = С +(x) гдеС = к с

Ф Ф

К вЂ” коэффициент выходного фотоприемника 11, т. к. фотоприемник 11 и выходной торец 8 разделительного волоконно-оптического элемента 5 состыкованы.

При движении маски 4 в противоположную сторону появляется окно для светового потока в нижней его части, что приводит к появлению его в разделительном волоконнооптическом элементе 6 на выходных торцах

7 и 9 в виде Ф>-- С f(x),, гдеС = E a К /2.

Так как выходной торец 7 состыкован с выходным фотоприемником 12, то на его выходе напряжение будет равно: U Сц f(X) > где Cu = К С, Фп и 0 соответствуют значениям отрицательной полярности. Пер мешение маски 4 в противоположном направлении соответствует значению Х отрицательной полярности и поэтому выходные сигналы при этом должны соответствовать отрицательной величине.

Преобразователь преобразует механические перемещения в аналоговые электрические и оптические величины, чем расширяется область его применения.

Благодаря наличию чисто оптического сигнала, управляемого механическими пе540267

Составитель Ю. Козлов

Редактор Ф. Хлебников Техред М, Цевицкая Корректор С. Шекмар

Заказ 6032/40 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ремещениями, преобразователь обладает высокой помехозащищенностью.

Преобразователь фактически представляет буферное счетно-решающее устройство, располагаемое непосредственно на объекте, не требует преобразователей механических величин в электрические и может осуществлять обработку информации, выдавая сигналы функционально зависящие от входного.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь перемещений, содержащий источник света с конден- сором и последовательно установленные на оптической оси заслонку, снабженную прямоугольным окном и перемещающуюся маску, которая снабжена двумя расположенными симметрично оптической оси профилированными по функциональному закону окнами, о одно из которых развернуто на 180 относительно другого, и выходной фотоприемник, отличающийся тем,что, с целью расширения области применения преобразователя, в него введены дополнительный выходной фотоприемник и два разделительных волоконно-оптических элемента, входные торцы которых установлены симметрично оптической оси и оптически связаны через одно из профилированных окон маски с основным и дополнительно введенным и прямоугольными окнами заслонки соответственно, первые и вторые выходные торцы каждого разделительного волоконно-оптического элемента связаны с соответствующими выходами преобразователя, причем первые выходные торцы связаны с электрическими выходами преобразователя через соответствующие фотоприемники, а вторые выходные торцы — с оптическими выходами преобразователя непосредственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. свид. СССР 3 77820, М.

Кл. С 06 С 9/00 20.07.70 r.

2. Авт. свид. 397754, М. Кл.

С 01 D 5/32, 15.04.71 r. (прототип).