Функциональный преобразователь перемещений

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соооз Советских Социалистицеских Республик(22) Заявлено 14.03,75 (21) 2113646/с присоединением заявкиКл 26 Сг 9/00 51 осударствениыи иомитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(71) Заявитель РЕМЕШЕНИЙ 4) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕ лько прео в обны ские 5 ествле- одного Изобретение относится к области измер ельной и вычислительной техники. Оно на правлено на осуществление не то бразования механических величин уд е для регистрации и обработки электриче или оптические сигналы, но и на осушние обработки информации при помощиустройства.Предлагаемое устройство может найти применение в системах программного управ- О 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. 15Известны 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 фотэрезистора, имеющего профилирэванные электроды, выполненные из токэпрэвэдяшего ма териала, нанесенного на его фоторезистивный слэй.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 фэторезистэр. При поворэте зеркальца луч света освещает различные плошади фоторезистивного слоя, находящегося 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;- отоутствие на выходе электрических и оптических сигналов;- наличие на выходе только электричес ких сигналов, а при необходимости оптических сигналов установка дополнительных спе-.циальных преобразователей электрическихсигналов в оптические,Известен функциональный преобразовательперемещений, содержащий источник света сконденсором и последовательно установленные на оптической оси заслонку, снабженнуюпрямоугольным окном, перемещающуюся мас.ку, которая имеет два расположенных симметрично относительно оси профилированныхпо функциональному закон 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 расширениеобласти применения функционального преобразователя перемещений. 20Поставленная цель достигается тем, чтов функциональный преобразователь перемещений введены дополнительный выходной фотоприемник и два разделительных волоконно-оптических элемента, входные торцы кото- дрых установлены симметрично оптическойоси и оптически связаны через одно из профилированных окон маски с основными дополнительно введенными прямоугольными окнамизаслонки соответственно, Первые и вторые вы-зоходные торцы каждого разделительного волоконно-оптического элемента связаны с соответствующими выходами преобразователя,причем первые выходные торцы связаны сэлектрическими выходами преобразователячерез соответствующие фотоприемники, двторые выходные торцы - с оптическими выходами преобразователя непосредственно.На чертеже представлена принципиальнаясхема функционального преобразователя перемещений,Устройство содержит источник света 1,конденсор 2, заслонку 3 с основным и дополнительным прямоугольными окнами, перемещающуюся маску 4, разделительные воло конно-оптические элементы 5 и 6, первыевыходные торцы 7, 8 которых связаны сэлектрическими 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 3и, пройдя через прямоугольные окна, выдает поток света в форме прямоугольника сочень небольшим основанием и достаточнобольшой высотой.В случае нахождения перемещающейсямаски 4 в среднем положении обе половины 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 Х 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 = Г (х), то площадь, с которой появляется выходной световой поток, будет з = Н а, где а - о нование прямоугольника маски 4. Следовательно, площадь окна 5 будет 5=Г(х)а , а световой поток, поступающий в разделительный волоконно-оптический элемент 5, будет равенф = Е 8- .Е б Г (х)где Е - освещенность;ф - световой поток, соответствующийположительному значению Х, появляется вразделительном волоконно-оптическом элементе 5 на выходных торцах 8 и 10 соответственно.ф ец к /2 Г(х) С Г(х),фгде К- коэффициент поглощения разделительного волоконно-оптического элемента 5.Напряжение с выходного фотоприемника Попределяется в виде: -. С К С(х): С Г(х),гдеС= к сФ Ф нК - коэффициент выходного фотоприемника 11, т. к. фотоприемник 11 и выходнойторец 8 разделительного волоконно-оптического элемента 5 состыкованы.При движении маски 4 в противоположную сторону появляется окно для световогопотока в нижней его части, что приводит кпоявлению его в разделительном волоконнооптическом элементе 6 на выходных торцах7 и 9 в виде ф,: С Г(х), , гдеС = Е а К,/2.Так как выходной торец 7 состыкован свыходным фотоприемником 12, то на еговыходе напряжение будет равно:П= Сц Г(Х)1где Со = К С, Фп исоответствуютзначениям отрицательной полярности. Пермешение маски 4 в противоположном направлении соответствует значению Х отрицательной полярности и поэтому выходныесигналы при этом должны соответствоватьотрицательной величине,Преобразователь преобразует механические перемещения в аналоговые электрические и оптические величины, чем расширяется область его применения.Благодаря наличию чисто оптическогосигнала, управляемого механическими пе540267 Составитель Ю. Козловедактор ф. Хлебников Техред М, Левицкая Корректор С, Шекма 6032/40 Тираж 864 ИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушская одписно ка ета Министрткрытий аб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ремещениями, преобразователь обладает высокой помехозащищенностью.Преобразователь фактически представляет буферное счетно-решающее устройство, располагаемое непосредственно на объекте, не тр ебует пр еобр азователей 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,оодно 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 сосновным и дополнительно введенным и прямоугольными окнами заслонки соответственно,первые и вторые выходные торцы каждогоразделительного волоконно-оптического элемента связаны с соответствующими выходамипреобразователя, причем первые выходныеторцы связаны с электрическими выходамипреобразователя через соответствующие фотоприемники, а вторые выходные торцы - с оптическими выходами преобразователя непосредственно,Источники информации, принятые во внимание при экспертиз:1. Авт. свид. СССР 3 77820, М.Кл. С 06 С 9/00 20.07.70 г,2. Авт. свид. 397754, М. Кл.2Ст 01 Э 5/32, 15.04.71 г, (прототип).