Электронно-оптический датчик координат

111 475639 Союз Советских Социалистических Республик,73 (21) 19397 вкис присоединением риоритетиковано 24 53) УДК 621.397.3.06.75. Бюллетень и открДата опубликования исяния 14.10.75(71) Заявите ДАТЧИК КООРДИН 54) ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕС Государствеииын кОмитет(23)Совета Мииистров СССР ло делам изобретеиий, Опу 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 осп датчика срабатьвание каждого амплитудного компаратора происходит неодновременно, ч 1 о 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 амп .т дных компяря 10 рОВ, по грешностсй импульсных схе., сраВнснпя,Цель изобретения - повышение точностиработы датчика.Указанная цель достигается тем, что в известный электронно-оптический датчик коор динат, имеющий визир, оптически связанныйс фотоприемником, чувств jтельная поверхность которого выполнена в виде, четырех изолированных квадрантов, усилитель и схему сравнения, дополнительно введены демодуля тор и переключатели, соединяющие попарнодиагонально расположенные квадранты фотоприемника с одним из входов усилителя, выход которого связан со входом демодулятора и через схему сравнения с друпм свопм 20 входом, выходы демодулятора подключены кВыходу датчика.Якое Выполнение дат 1 ка позволило получить на выходе демодулятора позиционный сигнал, а на выходе усилителя сигнал, который не зяьпспт от положения све тового пятна на чувствительной поверхностифотоприемника, но несет информацию обо всех других параметрах датчика: чувствительносги фотоприемника, интенсивности падающего света, коэффициенте усиления усилите ля и т. д. С помощью схемы сравнения и усы 47563935 40 45 лптеля это сигггял стяб 11 л 11311 р 5 стс 51 н 2 ОдпОм уровне, что позволяет полгчдть ца выходе дсмод лятоэя позцццогную Яр яктсрцстцку дяг- Ика с высокой точпостщо,Н 2 чсртсРкс предстдВлсня Олок-схсмя прсдлагасмого датчика.Дятч 1 к состоцт из ВР 1 зиря 1, Выполненного, например, в Виде прямоугольной д;гафрагмы, В результате истОчник излучснп 51 2 Образус 1 ня чувствительной поверхности сЬотогрпсмника 3 сВетОВОс пятно Р. Ч",Вствитсл 1 П 251 пОВсрхнйсть фотопргСмцпкя 3 Выпо,.цена В Виде четырех изолированных друг от друга квядрац- тОВ 5, 6, 7, 8, которыс подкл 101 сны к ссплитслю 9, имеющему регулируемый коэффициент передачи, через псреключятели 10. Усилитель 9 одновременно соединсн с демодулятором 11 и со схемой сравнения 12, имеющей опорный сигнал С 5 опорное, причем выход схемы сравнения связан с усилителем 9 для изменения коэффициента передачи усилителя 9. Псрсключатсли 10 могут быть вьп:олцсны, например, в гиде двух ключей 13, 14, каждый цз которых работает ца частотах 2/ ц ).Принцип работы устройства слсдуюгццй: прц попадании источника излучения 2 в поле зрения датчика визир 1 просццрусг излучение 2 на чувствительную поверхность фотопрцсмцгка 3 в виде светового пятна 4, например в Виде прямоуОльгИка. В рсзультгтс кяждь 1 й квадрант 5, 6, 7, 8 фотоприемника 3 выдаст сигнал, пропорциональный световому потоку. При равномерном освещении светового пятна 4 величина сигналов с квадрацтов 5 - 8 пропорциональна площади засвсчспн 11 х участков каждого из квадрантов 5 - 8. Сигнал с фотоприемника 3 через переключатели 1 О поступают на вход усилителя 9, Поскольку ключи 13 и 14 работают па частотах 21 и, соответственно, то сцгцял пд входе усплптсл 51 9 в каждый момент времени представляет сооой суммарный сигнал с одной из пар квадрант о В, ц я и р и м е р с н 2 я л я д 5 д и и ж и и х к В я;гр 211- та 5, 6, затем двд верхних 7, 8, далее двя левых 6, 7 и два правых квядранпд 5, 8 и т. д.В рсзультатс входной сцгцдл усигПтс,гя 9 содержит информацию о положспцц свстово 5 10 15 20 25 30 го пятна 4 на чувствительной поверхности фотоприемника 3 в виде переменной составляющей, в то время кдк среднее значение выходного сигнала усилителя 9 нс зависит от положения светового пятна 4 и эквивалентно световому 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 с 1 опорное, то изменяется коэффициент передачи усилителя 9 таким образом, чтобы среднее значение выходного сигнала усилителя 9 было равно с 7 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 усцлигсля 9, а вследствие стабилизации среднего значения за счет соответствующего измспсци 5 коэфф:гциснта передачи усилителя 9, позшцгонная характеристика датчика оказывается независимой ни от параметров источника излучения 2, ни от параметров электронной схемы обработки информации, поскольку все цогрсппости компенсированы обратной связью по сигналу 01 половины светового пятна 1. Предмет изобретения Электронно-оптпчсский датчик координат, содержаций визир, оптически связанный с фотоприемником, чувствительная поверхность которого выполнена в виде четырех изолированшях квадрацтов, усилитель ц схему сравнения, отличающийся тем, что, с целью цовьгцСНИ 5 точности работы датчика, он содержит демодулятор и переключатели, причем диагонально расположенные квадранты чувств:пельной поверхности фотоприемника соединены попарно через переключатели с одним из входов усилителя, выход которого связан со входом демодулятора и через схему сравнения с другим своим входом, выходы демодулятора подключены к выхо,у датчика.каз 24846ЦНИИПИ ПодписноСССР Сапунова, 2 пография Изд. ЪЪ 1590 осударственного комит по делам изобретен Москва, 5 К, Раушс