Фотоэлектрический преобразовательперемещения b код

3) Приоритет рстеенный комит СССР(43) Опубликовано 0 ла делам изобретен и открытий 45) Дата опубликова) Авторы изобретени етров и А. Е, КозИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. 5Известно устройство, содержащее координатно-чувствительный бифотоэлемент, на который проектируется прямоугольное световое пятно, Выходы фотоэлемента подключены к сопротивлениям нагрузки, с ко торыми связана схема измерения разности напряжений от фототоков 1. В таком устройстве измерение смещения производится только по одной координате и точность измерений ограничена нестабильностью пара метров фотоэлемента и излучателя.Известен преобразователь, содержащий четырехквадрантный фотоприемник, выходы которого подключены к сопротивлениям нагрузки, и блок обработки аналоговой ин формации 2. Недостатком такого устройства является невысокая точность работы.Наиболее близким техническим решением к изобретению является фотоэлектрический преобразователь перемещения, содержащий считывающий блок с четырьмя фотоприемными элементами, выходы которых подключены к сопротивлениям нагрузки и компараторам, и блоки суммирования токов 3. Недостаточная точность работы З 0 Бюллетень1 (53) УДК 681.325(088.8) исания 07.01.81 ИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИЯ В КОД устройства обусловлена нестабильностью коэффициентов передачи выходных сигналов фотоприемников, а также нестабильностью самих фотоприемников и источника излучения.Целью изобретения является повышение точности работы преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий считывающий блок с четырьмя фотоприемными элементами, два из которых подключены к соответствующим входам компаратора, введены переключатель, две резисторных матрицы, два блока ключей, генератор импульсов и регистр, прямые и инверсные выходы которого через последовательно соединенные блок ключей и резисторную матрицу подключены к тем же входам компаратора и через переключатель соединены с двумя другими фотоприемными элементами, а выход компаратора подключен к одному входу регистра, другой вход которого соединен с генератором импульсов.Структурная схема преобразователя представлена на чертеже,Преобразователь содержит считывающий блок 1 с четырьмя фотоприемными элементами а, б, с, д и теневой диафрагмой с квадратным отверстием. Две диагонально5 10 15 20 25 расположенные фотоприемные элементы а и с подключены непосредственно к входам компаратора 2, а два другие фотоприемные элемента о и И подключены к тем же входам компаратора 2 через переключатель 3, Выход компаратора 2 подключен к другому входу регистра 4, прямые выходы которого через блок 5 ключей и резисторную матрицу 6 Я, 2 й 2" - Ч) подключены к одному входу компаратора 2. Инверсные выходы регистра 4 через блок 7 ключей и резисторную матрицу 8 подключены к другому входу компаратора 2, Другой вход регистра 4 соединен с выходом генератора 9 импульсов.Преобразователь формирует код положения светового пятна относительно считывающего блока 1 сначала по одной координате (например, Х), а потом по другой координате (У). Для формирования кода положения светового пятна по координате Х переключатель 3 устанавливают в такое состояние, когда к одному входу компаратора 2 и к матрице 6 подключаются элементы а и К а к другому входу компаратора 2 и к матрице 8 - элементы с и д, Выходные потоки элементов а и о, а также с и д попарно суммируются.В нулевом положении светового пятна по координате Х попарно просуммированные токи 1 равны, на регистре 4 установлен код, соответствующий половине его емкости, ключи 5 и 7 подключают резисторы матриц 6 и 8 так, чтобы сопротивления нагрузки К на входах компаратора 2 были равны между собой с погрешностью младшего разряда. При этом выходной сигнал компаратора 2 равен нулю.При смещении светового пятна от нулевого положения один суммарный ток увеличивается 1 = 1+ Ь 1, а другой уменьшается 1 = 1 - Ь 1. На выходе компаратора 2 появляется сигнал смещения светового пятна в определенную сторону.Код регистра 4 под воздействием импульсов генератора 9 начинает изменяться так, чтобы включением соответствующих размеров матриц 6 и 8 скомпенсировать неравенство напряжений на входах компаратора 2. После компенсации выполняется равенство1, - ЬЯ) =У,Я+),где ЛЯ - изменение сопротивления матриц 6 и 8, пропорциональное изменению ЛУ кода регистра 4.После преобразования этого равенства получаем пропорциональную зависимость между приращением Ь 1 тока, характеризующего величину ЬХ перемещения, и приращением ЛЯ сопротивления матриц или окончательноЬЖ= КЬХ,где К - коэффициент пропорциональности.Таким образом, на регистре 4 устанавливается код У, соответствующий положению светового пятна относительно блока 1 по координате Х,После передачи выходного кода регистра 4 потребителю начинается определение положения светового пятна по координате х. Переключатель 3 устанавливают в такое состояние, когда к одному входу компаратора 2 и к матрице 6 подключаются элементы а и Ы, а к другому входу компаратора 2 и к матрице 8 подключаются элементы о и с. Далее процесс измерения происходит аналогично описанному.Точность измерения перемещения в предложенном преобразователе значительно повышается по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения, поскольку уменьшается влияние нестабильности параметров электронных блоков, фотоприемника и источника излучения. Ф о р мула изобретенияЗ 0 Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий считывающийблок с четырьмя фотоприемными элементами, два из которых подключены к соответствующим входам компаратора, о тли ч а 35 ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности работы преобразователя, в него. введены переключатель, две резисторныхматрицы, два блока ключей, генератор импульсов и регистр, прямые и инверсные вы 40 ходы которого через последовательно соединенные блок ключей и резисторную матрицу подключены к тем же входам компаратора и через переключатель соединены сдвумя другими фотоприемными элемента 45 ми, а выход компаратора подключен к одному входу регистра, другой вход которогосоединен с генератором импульсов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе50 1. Лисейкин В. П. и др. Координатно-чувствительный бифотоэлемент. Сб. Полупроводниковые приборы и их применение, Подред. Я. А, Федотова, вып. 16, Сов. радио,М., 1966, стр. 24, рис, 2,55 2. Авторское свидетельство СССР442370, кл. 6 08 С 19/36, 1974.3. Климашин В. П. и др. Фотоэлектронный датчик положения. Оптико-механическая промышленность,10, 1976, стр. 38,60 Рис 1 (прототип),Составитель А, Смирноведактор Л. Утехина Техред А. Камышникова Корректор 3. ТарасоваЗаказ 203/14 Изд.150 Тираж 694 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ипографин, пр, Сапунова, 2