Способ регистрации сигнала в оптическом датчике

(5 1 ЫМВЭНМЯТг ТН " ТМЬЧИНАЯ ч .ь 1 ОТСбА ИСАНИ Б ЕТЕНИЯ ВТОРСКО ИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Ленин градский политехнический институт им. М. И. Калинина(56) Вегтпос 15 А., Оапекйег В. МсгоросеээогЬаэеб рЬоэе бетеггп пабоп Тог Ы 9 Ь - геэоот опортса 1 вепэогэ. - Еестгопсв 1 еттегэ, 1985,но, 21, М. 2, р. 65-67,(54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛА ВОПТИЧЕСКОМ ДАТЧИКЕ(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, Целью изобретенияявляется повышение точности регистрацииза счет устранения погрешностей, связанных со сложностью алгоритма обработки ис изменениями параметров датчика. Способрегистрации сигнала в оптическом датчикереализуется следующей последовательноИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в оптических датчиках, где при равномерном изменении измеряемой физической величины на выходе чувствительного элемента датчика формируется гармонический сигнал.Целью изобретения является повышение точности регистрации за счет устранения погрешностей, связанных со сложностью алгоритма обработки, и погрешностей, связанных с изменениями параметров датчи ко в.Способ регистрации сигнала в оптическом датчике реализуется следующей последовательностью операций, фазу стью операции, фазу гармонического оптического сигнала с выхода чувствительного элемента датчика модулируют двухчастотным сигналом, состоящим из двух синхронизированных между собой гармонических колебаний, имеющих разные, но кратные частоты и заранее рассчитанные значения амплитуд, преобразуют оптический сигнал в электрический сигнал, осуществляют его частотную фильтрацию с выделением отфильтрованного информационного сигнала на частоте, являющейся комбинационной по отношению к частотам модулирующих колебаний и соответствующей значениям амплитуд этих колебаний. формируют опорный сигнал с частотой, равной частоте отфильтрованного информационного сигнала, измеряют разность фаз между отфильтрованным и опорным сигналами. по разности фаэ определяют число полных периодов и число долей периода по сумме которых вычисляют результат гармонического оптического сигнала с выхода чувствительного элемента датчика модулируют двухчастотным сигналом, состоящим из двух синхронизированных между собой гармонических колебаний, имеющих разные, но кратные частоты и заранее рассчитанные значения амплитуд, преобразуют оптический сигнал в электрический информационный сигнал, осуществляют его частотную фильтрацию с выделением отфильтрованного информационного сигнала на частоте, являющейся комбинационной по отношению к частотам модулирующих колебаний и соответствующей значениям амплитуд этих колебаний, формируют опорный сигнал с частотой, равной частоте от+ , 12 п + 2 (Д ф 91) 14 п + 2 (Д Р 2) + (6) и =о + 14 п + б (Ь ф) Если добиться выполнения Г 1(ДД)= Ю(Др,лгр)=А, Р) где А - некоторое число, то формула (4) преобразуется к виду 1 у = 2 1 о АСО 3 ( И 1 + О о) . Это значит, что амплитуда составляющей на частоте и постоянна и равна 21 оА, а фаза равна величине 1 Ъ. Знак + в формуле (8) определяется знаком в (7).Уравнение (7) можно решить численно с помощью ЭВМ. При этом величина А входит сомножителем в амплитуду сигнала, поэтому практический интерес представляют лишь те решения, при которых А заметно отлично от нуля.При этом получаются следующие решеАналогично можно рассмотреть составляющую интенсивности на частоте 2 и 12 в = 21 о созуЪ сов 2 ал ЕЗ(Ду, Ду) -- з 1 п Ъ в 1 п 2 йй Е 4 ( Ь Р 1, Ь 02)(9) ЕЗ(Ьрс,Ь а) = 1 о (ЬРс) 12 (Ь Р 2) + р 4 (Ьр,Ьа) Х 12 п +1(п =оХ 14 п (Ь фЕ) 14 п + 4 (Ь ф 02) 30 35 40 45 50 55 При этом получаются следующие решеА= 0,334, Д 1 Р 1=- 1,35, Д(Р 23,68; А= 0,251. ДгР 1= 2.20, Д 1 о 2 = 3,16; А= 0,205; Др= 4,15; ДР 2 =- 8,56. Аналогично можно показать, что существуют решения и для других комбинационных частот 3 в, 4 в т. да также для других соотношений между в и оа, между ф 1 иф.Таким образом, при соответствующем выборе режима работы модулятора величины р для регистрации измеряемой датчиком физической величины необходимо выделить из выходного напряжения детектора соответствующую комбинационную составляющую, что можно сделать с помощью частотной фильтрации. Затем необходимо измерить фазу этой составляющей относительно некоторого опорного сигнала той же частоты, синхрониэованного с сигналом, модулирующим величину р Формула изобретения Способ регистрации сигнала в оптическом датчике заключающийся в том, что оптический сигнал с выхода чувствительного элемента датчика преобразуют в электрический информационный сигнал, формируют опорный сигнал, обрабатываю информационный сигнал, по которому, с учетом опорного сигнала, определяют число полных периодов и число долей периода. по сумме которых вычисляют результат, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности регистрации, перед преобразованием в электрический информационный сигнал, фазу оптического сигнала модулируют двухчастотным сигналом, состоящим из двух синхронизированных между собой гармонических колебаний, имеющих разные, но кратные частоты и заранее рассчитанные значения амплитуд, после преобразования в электрический информационный сигнал осуществляют его частотную фильтрацию с выделением отфильтрованного информационного сигнала на частоте, являющейся комбинационной по отношению к частотам модулирующих колебаний и соответствующей значениям амплитуд этих колебаний, опорный сигнал формируют с частотой, равной частоте отфильтрованного информационного сигнала, измеряют разность фаз между отфильтрованным информационным сигналом и опорным сигналом, по которой определяют число полных периодов и число долей периода.