Фотодатчик

(1 ц 827984 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик23) Приоритет43) Опубликовано 07,05,81. Бюллетень145) Дата опубликования описания 07.05.81(71) Заявитель Бе А. В. Полунинусский филиал Государственного научно-исследовательскогоэнергетического института им, Г. М. Кржижановского 54) фОТОДАТЧ О ение функ 30 Изобретение относится к области регист. рации и обработки электромагнитного из. лучения в оптическом диапазоне длин волн и может быть применено для контроля направления оптических лучей, например отраженных солнечных лучей от гелиостата к приемнику излучения в солнечных энергетических установках.Известен фотодатчик, содержащий четырехквадрантный фотоприемник, противоположные фотоэлементы которого связаны с различными входами дифференциальных усилителей 1, В данном фотодатчике теряется информация о мощности светового потока,Наиболее близким техническим решением к изобретению является фотодатчик, содержащий четырехквадрантный фотоприемник, противоположные фотоэлементы которого связаны с различными входами дифференциальных усилителей и последовательно с пороговыми элементами и исполнительными блоками на выходе 2.Недостатком фотодатчика являются ограниченные функциональные возможности, так как часто одновременно с измерением координат светового пятна необходимо измерять и световой поток.Цель изобретения - расширциональных возможностей. Для достижения этой цели в предложенный фотодатчнк, содержащий четырехквадрантный фотоприемник, противоположные фотоэлементы которого связаны с различными входами дифференциальных усилителей с пороговыми элементами и исполнительными блоками на выходе, дополнительно введены расположенный в центре четырехквадрантного фотоприемника фотоэлемент, связанный с входом дифференциального усилителя и последовательно с пороговым элементом, схема ИЛИ - НЕ, инвертор, два диода, включенные каждый последовательно с инвертором, включенным между выходом основного порогового элемента и одним из входов схемы ИЛИ - НЕ каждый. Выход всех пороговых элементов связан с соответствующим входом схемы ИЛИ - НЕ.На чертеже показана функциональная схема устройства.Устройство содержит оптический блок 1, пластину 2 с крестообразно расположенными прямоугольными фотоэлементами 3 - 6. В центре расположен квадратный фотоэлемент 7. Противолежащие фотоэлементы 3 - 4 соединены по дифференциальной схеме и подключены к соответствующим входам операционных усилителей 8 и 9, а фотоэлемент 7 подключен к операционномуусилителю 10. Выходы усилителей 8, 9 подключены к пороговым элементам 11, 12, срабатывающим как при положительной, так и при отрицательной величине сигнала, а усилитель 10 подключен к пороговому элементу 13. Выходы пороговых элементов 11 и 12 соответственно подключены непосредственно к входам логического элемента ИЛИ - НЕ 14 и через встречно включенные диоды 15 и 16 и инвертирующие повторители напряжения 17 и 18, Выход порогового элемента 13 непосредственно подключен на вход элемента ИЛИ - НЕ 14. Кроме того, выходы пороговых элементов 11, 12 подключены также к исполнительным блокам 19, 20,Устройство работает следующим образом.При фокусировке светового пятна в центре сигнал от фотоэлементов 3, 5 и 4, 6 равен нулю, а от центрального фотоэлемента 7 - величине, большей, чем порог срабатывания элемента 13. Установка выбирается из условия нечувствительности фотоэлемента 7 к фоновым засветкам. На выходные сигналы фотоэлементов 3 - 6 фоновые засветки влияния не оказывают, так как эти фотоэлементы включены по дифференциальной схеме. Уставки срабатывания пороговых элементов 11 и 12 выбираются из условия требуемой чувствительности фото- датчика и смещению светового пятна. При этом на исполнительные устройства 19 и 20 и на входы элемента ИЛИ - НЕ 14 подаются О, а на вход элемента ИЛИ - НЕ 14 от элемента 13 подается 1. При этом на выходе будет О, что сигнализирует о нормальной работе фотодатчика.При изменении направления оптических лучей, например, вследствие перемещения светящегося объекта слежения, световое пятно сместится в каком-то направлении. При этом одна или обе пары фотоэлементов 3, 5 и 4, 6 окажутся освещенными неодинаково, а фотоэлемент 7 будет засвечен частично. Сигнал рассогласования через усилители 8, 9 и пороговые элементы 11, 12 поступит на исполнительные блоки 19, 20 и на входах элемента ИЛИ - НЕ будут 1. Наличие 1 на любом из входов свидетельствует о том, что фотоэлементы 3 - 6 засвечены и, следовательно, фотодатчик выдает управляющие сигналы, При этом 5 о 15 20 25 зо 35 40 45 50 на выходе элемента 13 будет 1 или О в зависимости от величины ухода светового пятна от центра, а на выходе элемента ИЛИ в14 сохраняется О. При изменении направления лучей на угол, больший, чем угол захвата фотодатчика (или при включении устройства угол падения лучей от объекта слежения больше угла захвата), а также при появлении между объектом слежения и оптическим блоком 1 предмета, препятствующего прохождению лучей, освещенность всех пяти фотоэлементов 3 - 7 одинакова и равна освещенности фоновой засветки, При этом на всех входах элемента ИЛИ в14 установится О, а на его выходе 1, что является сигналом о потере фотодатчиком объекта слежения,Изобретение позволяет одновременно с измерением координат светового пятна регистрировать наличие отсутствие его на фотоприемной площадке,Формула изобретения Фотодатчик, содержащий четырехквадрантный фотоприемник, противоположные фотоэлементы которого связаны с различными входами дифференциальных усилителей и последовательно с пороговыми элементами и исполнительными блоками на выходе, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены расположенный в центре четырехквадрантного фотоприемника фотоэлемент, связанный с входом дифференциального усилителя и последовательно с пороговым элементом, схема ИЛИ - НЕ, инвертор, два диода, включенных каждый последовательно с инвертором, включенным между выходом порогового элемента и одним из входов схемы ИЛИ - НЕ, причем выходы всех пороговых элементов связаны каждый со своим входом схемы ИЛИ - НЕ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Катыс Г. П. Оптико-электронная обработка информации. М Машиностроение, 1973, с. 448.2. Патент США Мо 4082947, кл. б 011 1/00, опублик. 1978 (прототип).827984 Редактор Л. Утехина Заказ 907/2 Изд, Юо 324 Тираж 915 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 Составитель А, Чурбаков Техред А, Камышникова Корректоры: Л, Орлова и Е. Осипова