Оптический преобразователь перемещения в код

ъ л пл-тсс)енуЮнввяетекв МйА Союз Советския Социалистическия Республик(22) Заявлено 0311,77 (21) 2540046/18-25с присоединением заявки йо(51)М. Кл. С 02 Г 7/00 Государстввннмй комнат СССР но алаи нзобретеннй н открытнйДата опубликования описания 23,0980(71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки(54) ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД Изобретение относится к области оптоэлектроники, автоматики и измери" тельной техники. Оно может быть использовано в геофизической аппаратуре, в системах связи и ннерциаль ной навигации, например, для преобразования и измерения механических величин, в медицинском приборостроении.Известны оптические преобразователи перемещения в электрический сиг иал, который далее может быть преобразован в цифровой код 11 . Их недостатком является малая точность преобразования.15 Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является оптический преобразователь перемещения в код, содержащий источник света, пучок счетоводов, входы 20 которых образуют линейку, а выходы соединены с фотоприемниками - по числу световодов, дешифратор положения с индикатором, подключенный к выходам Фотоприемников 2). 25Недостатком его является малый динамический диапазон.Целью изобретения является увеличение динамического диапазона преобразователй. 30 Это достигается благодаря тому, что он дополнительно содержит модулятор направления света с присоединенными к нему демпфером и компенсатором, буферные усилители и многовходовый блок вычитания, причем входы усилителей подключены к фотоприемникам, а выходы усилителей подключены ко входам блока вычитания, выходы которого подключены к дешифратору положения.Для повышения точности измерения преобразователь также может содержать дополнительный аналого-цифровой преобразователь, входы которого присоединены к выходам блока вычитания, а выход подключен к младшим разрядам индикатора.На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого оптическогб преобразователя перемещения в код; на Фиг.2 - приемная часть преобразователя, снабженного дешифратором, регистратором и аналого-цифровым преобразователем.Оптический преобразователь перемещения в код (Фиг. 1) содержит источник 1 света, формирователь 2, модулятор (чувствительный элемент) 3, взаимодействующий с компенсатором 4, демпфером 5 и источником б входноговоздействия и оптически связанный с торцами световодов С" С", при.соединенных через фотоприемникиФ" Ф" и усилители Кф К" ко входам блока 7 вычитания.Выходы усилителей (фиг. 2) дополнительно присоединены к дешифратору 8, связанному со старшими разрядами индикатора 9 и регистратора 10, млад шие разряды которых связаны через аналого-циФровой преобразователь 11 с блоком 7 вычитания,Оптический преобразователь перемещения в код работает следующим образом.Пучок света (фиг.1) источника 1 15 формируется формирователем 2 и через модулятор 3 поступает на торцы световодов СС . Если входной сигнал отсутствует ( Г 0), то пучок разделяется световодами на два пучка равной интенсивности, которые регистрируются фотоприемниками Ф" и ф и через усилители Кф и К поступают на входы блока 7 вычитания, сигнал на выходе которого .будет равен нулю (Гр = 0) . 25Под действием входного сигнала пучок отклоняется модулятором и в одном из световодов интенсивность света будет выше, чем в другом, что приводит к появлению сигнала на выходе блока 30 вычитания, пропорционального по величине углу отклонения, а следовательно, и величине входного сигнала.При большом динамическом диапазоне Гб пучок света будет отклонен на 35 значительный угол и может быть принят другой парой световодов С"и С ,Фиг. 2), установленных вдоль направления перемещения пучка света. Это отклонение регистрируется посредством 4 О соответствующих фотоприемников Ф" и Ф" и через усилители К" и К" поступает на вход блока 7 вычитания, выполненного многовходовым, а на его выходе сигнал будет пропорционален разбалансу пучка относительно вход ных торцов световодов Сф и С.Это позволяет измерять, например, амплитуду и Форму колебаний пучка, а следовательно, и входного сигнала, на Фоне его больших, например, статических составляющих.Величина этих составляющих может быть зарегистрирована посредством дешифратора 8 (фиг, 2) в старших разрядах цифрового индикатора 9 и регистратора 10.Для цифровой индикации и регистрации малых колебаний входного сигнала преобразователь снабжен аналогоцифровым преобразователем 11, который представляет в цифровом виде величину смещения пучка относительно двух засвеченных им световодов и регистрирует их на младших разрядах индикатора 9 и регистратора 10. Предлагаемая конструкция, а именно модуляторный блок, может быть изготовлена с минимальными габаритами например в тонкой полой игле медицинского шприца, В ней в качестве модулятора (чувствительного элемента) может быть применена тонкая диафрагма, натянутая на конец иглы с закрепленным в ее центре сканирующим волоконным световодом и двумя приемными волоконными световодами диаметром10 мкм каждый. Диаметр иглы может быть доведен до 0,5-0,1 мм при толщине трехжильного волоконного. кабеля С 0,06 мм.Технико-экономические показатели эффективности предлагаемого устройства, обеспечиваемые новой совокупностью признаков, могут быть представлены следующим образом.1, При точности и динамическом диапазоне л 10 диаметр преобраэова 2теля беэ схемы регистрации может быть выполнен ( 0,1 мм.2. При динамическом диапазоне ф"(10 -10 ) диаметр не превышает 10 мм.3, Преобразователь может быть применен в качестве миниатюрного датчика, преимущественно механических величин, коммутатора и т,д.4. Датчик прост и дешев в изготовлении и эксплуатации,Формула изобретения1. Оптический преобразователь перемещения в код, содержащий источник света, пучок световодов, входы которых образуют линейку, а выходы соединены с Фотоприемниками - по числу световодов, дешифратор положения с индикатором, подключенный к выходам фотоприемников, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения динамического диапазона, он дополнительно содержит модулятор направления света с присоединенными к нему демпфером и компенсатором, буферные усилители и многовходовый блок вычитания, причем входы усилителей подключены к фотоприемникам, а выходы усилителей подключены ко входам блока вычитания, выходы которого подключены к дешифратору положения.2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он содержит дополнительный аналогоцифровой преобразователь, входы которого присоединены к выходам блока вычитания, а выход подключен к младшим разрядам индикатора.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1, Бэйи-Сален Р. Волоконнооптический датчик смещения для исследования смещения поверхности твердого обраэ3 кэ 6506/44 а Тираж 569 Подписное ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ца, облученного интенсивным электронным пучком . Приборы для научныхисследований. 1975, с.80,2, авторское свидетельство СССРР 296071, кл. 6 02 Г 2/00, 1971