Фотоэлектрическая система функционального управления

Фотоэлектрическая система функционального управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 42n;,.

21с, 42е, 42h, 42h, 14, 15

59.-„-, 60

17oz

18в № 83699

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОЬ ЕТЕНИНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

1 ч ! ч й,%,". ч Ге.y ч маний1

Ъ!

Иностранец Фриц Габриель (Ге

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ФУН1 ЦИЕНАЛБЙОГО

УПРАВЛЕНИЯ

Заявлено 11 августа 1948 года за № 385019 в Гостехннку СССР

Опубликовано 31 августа 1950 года

Предметом изобретения является фотоэлектрическая система функционального управления от двух независимых переменных.

Система представляет собой электромеханический привод, управляемый фотоэлементами. Срабатывание фотсэлементов о пределяется перемещением прозрачной пластинки, на которую наносится эквипотенциальное изображение заданной функции двух независимых переменных относительно светового луча.

Известны различные устройства, автоматически регулирующие некоторую величину в зависимости от изменения двух других независимых величин, электрически, физически или химически влияющих на первую величину. Так, на пример, при помощи зеркальца на стрелке измерительного прибора заставляют луч света описывать кривую, подобную кривой движения стрелки; два фотоэлемента, ловящие этот луч, управляют перемещением механизма, следующего таким образом за движением стрелки. Известны также устройства, в которых функция наносится на прозрачную пластинку, просвечиваемую лучом, воздействующим на фотоэлемент. Если при этом применить чередование темных и светлых полос, изображающих функцию, то каждое изменение цвета полосы, пересекаемой лучом, вызовет сраоатывание фотоэлемента и соответствующее перемещение исполнительного механизма на один шаг.

Недостатком всех подобных устройств является невозможность осуществления регулирования при изменении знака производной функции, т. е. при переходе функции. например, через максимум. Для осуществления такого регулирования требуется при двух независимых переменных уже четыре исполнительных механизма — по одному на каждую из переменных величин.

Настоящее изобретение устраняет этот недостаток простыми средствами. Отличительной особенностью предлагаемой системы является изображение функции на регулирующей пластинке в виде последовательно чередующихся, полос трех разных цветов, фиксируемых тремя фотоэлементами. Тогда изменение направления выходного перемещения определится порядком чередования цветных полос на пластинке.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана регулирующая пластинка, а на фиг. 2 — принципиальная схема устройства.

Регулирующая пласти(нка представляет собой (прозрачную пленку

tt JIB стекло, на которую на(несена заданная функция двух переменных в виде эквипотенциальных полос.

Изменение одной (Iie(peìåíí(>é п(ротекает по горизонтальной, а второй по вертикальной составляющей пластинки. Приращению функции соответствует переход к полосе другого цвета.

Полосы выполняются трех(разных цветов, возможно дальше отстоящих один от другого в спектре. Например, могут быть выбраны синий, зеленый и красный цвета. Как легко видеть, возможны только два типа чередований цветов при перемещении пластинки: либо красный, зеленый синий, красный, зеленый, синий, либо синий, зеленый, красный, синий, зеленый, красный. Одно из этих чередований (предназначается для увеличения функции, другое— для уменьшения.

Изготовление таких пластинок для современной техники не представляет трудностей, например, нанесением на большой лист с последующим снятием на прозрачную пленку метода(ми (цветной фотографии. При этом размеры полос спределяются лишь величиной цветных зерен и могут быть доведены до

0,01 мм, так что на пластинке

10)С10 см можно поместить до

1000 цветных полос.

Устройство, использующее такую пластинку для регулирования зависимой величины, представлено на фиг. 2.

Пластинка 1 перемещается двумя механизмами (в зависимости от пода ваемых на них значений двух независимых переменных) относительно луча света, идущего из источника 4. Стрелкой 2 и (пером стрелки 3 указаны направления этих перемещений. При своем перемещении (пластинка подводит под луч света те или иные ц(ветные полосы.

Наименьшее сечение луча света определяется шириной цветных полос.

При прохождении сквозь эмульсионный слой пластинки луч света окрашивается в тот itли иной цвет.

Затем луч проходит через двояковыпуклое стекло 5, собирается им в параллельный (пучок и проходит сквозь призму 6. Степень отклонения луча призмой зависит от его цвета. Синий луч отклоняется наибольшим ооразом (по линии 7, зеленый — по линии 8 и красный — по линии 9, При передвижении пластинки луч меняет цвет в порядке или «краоный, зеленый, синий, красный» или «сп«ий, зеленый, красный, синий», что соответствует изменению в порядке «9, 8, 7, 9» илп

«7, 8, 9, 7». Двояковогнутое стекло

10 еще более отклоняет лучи. Для уничтожения рассеяния, имеющегося благодаря наличию некоторого промежутка длин волн, служат цилиндрические линзы 11, 12 и 18.

Двояковогнутые стекла 14, 15 и 16 придают лу- у форму расходящегося конуса.

В зависимости от цвета луч попадает на фотокатод одного из фотоэлектронных умножителей 17 18 или 19. Катоды (подбираются Itattоолее чувствительными для данного цвета лучей. Умножение достигается системой вторичных эмитеров, усиливающих фототок до величин порядка 0,5 а. Если луч освещает

cìåæHûå грани двух цветных полос, ток появится в двух умножителях, но с соответственно меньшей интенсивностью, Из приведенного описания следует, что электронные умножители дают ток либо в порядке

«17, 18, 19, 17, 18, 19» ... либо в порядке «19, 18, 17, 19, 18, 17» ...

Электронные ум>иожители служат для приведения в движение исполнительного механизма. На чертеже в качестве (примера исполнительного механизма показан электродвигатель с якорем 20 в форме двойного

Т, представляющим собой постоянный магнит. Статор имеет три полюса 21, 22 и 28, обмотки которых возбуждаются током электронных умHî>Kèòåëåé. Обратные провода и источник тока на чертеже не показаны. Ясно, что при подаче тока от электронных умножителей в порядке 17, 18, 19, 17 ... (что соответствует последова(тельности цветов

«синий, зеленый, красный, синий»...) электродвигатель будет вращаться направо, при обратной же последовательности — налево. При каждом изменении цвета луча электродвигатель делает шаг — одну треть оборота в том или в другом направлении. Если же луч захватывает края двух цветных полос, электродвигатель делает одну шестую оборота. На чертеже изображено положение, при котором электродвигатель получает:питание катушки 22 от электро|нного умножителя 18, что соответствует прохождению луча через зеленую полосу; то же положение может возникнуть при переходе луча от синей полосы к красной или наоборот, когда катушки 21 и 28 питаются совместно от умножителей 17 и 19.

Индикатор в виде счетчика илн стрелки, связанный с электродвигателем, будет отмечать всякий переход луча от одного цвета к другому, учитывая при этом направлечие этого перехода. Таким образом, согласно способу изготовления сети кривых на регулирующей пластинке, индикатор по;ажет численное значение функции, соответству1ощее данному значению независимых переменных. При этом ошибка показания индикатора составляет всего

0,5 приращения функции, которая, как выше указано, может быть выполнена с большой точностью. Разумеется, электродвигатель может быть связан со второй регулирующей пластинкой н т. д. Следовательно, можно осуществить функ=ZIÑ. >:.у, Н(х„у,,, и т. и.

Регулирующая пластинка может также иметь форму цилиндра илн конуса. Электродвигатель может приводить в движение регулирующий орган не только непосредственно, но и дистанционно, любыми известными средствами.

Про i.,tåò изобретен.;я

Фотоэлектрическая система функционального управления от двух независимых переменных в виде электромеханпческого привода, управляемого фотоэлементами, срабатывание которых задается перемещением прозрачной пластины с эквипотенциальным изображение,. функции относительно светового луча, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью определения направления выходного псрсмеще., vkk, снимаемая функция изображается на прозрачk!oA пластинке в виде трех последовательно чередующихся полос разного цвета, каждая из которых фиксируется отдельны м фотоэле.иентом