Оптоэлектронный функциональный преобразователь

(5)М. Кл. 6066 9/00 Гвеударщевме квмктет СССР во левам кзебретеиик к еткрытий(088.8) Опубликовано 23,01.83. Бюллетень от 3 Дата опубликования описания 23,01,83 72) Авторы изобретен и овж и В. Б. Горловский инской СС 1) Заявитель одников АН У титут п ОПТОЭЛЕ 1(ТРОННЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬкв ескихинфорие комен Изобретение относится к оптиэле тропике и может быть использовано системах автоматики, в радиотехнич устройствах и системах обработкимации.5Известен, оптоэлектронный функциональный преобразователь, содержащий источник света Ъ позиционно-чувствительный фотоприемник.Световой поток (световой зонд), . 1 о перемещаясь по активной поверхности позиционно-чувствительного фотоприемника, производит изменение его выходно-: го напряжения. функция преобразования- закон изменения выходного напряжения 1 преобразователя определяется топологией позиционно-чувствительного фотоприемни:;а 1,Недостатком его является снижение 2 о точности при быстром перемещении свеового потока по активной поверхности фотоприемника. вследствие того, что возникают значительные искажения в выходном напряжении иэ-за инерционных свойств фотослоя. При использовании в качестве материала фотослоя соединений типа А 2 В 6 частоты ограничены 2 и 3 Гц. Все это делает невозможным использование оптнэлектронного функционального преобразователя в быстродействую-. ших системах и сужает область их применения.Наиболее близким техническим решен м к изобретению является оптоэлектронный функциональный преобразователь, содержащий источник света, оптический аттенюатор, позиционнчувствительный фотоприемник (ПЧфП), оптически связанный с источником света через оптический аттенюатор, резистор нагрузки, электрический связанный фотоприемни днфференциатор, вход которого соедин с точкой соединения фотоприемника с резистором нагрузки, схему сравнении, один из входов которой соединен с вых дом дифференциатора, источник эталон М 2450О 20 Цель изобретения - повышение точности преобразователя, работающего врасширенном частотном диапазоне.Поставленная цель достигается тем, чтов оптоэлектронный функциональный преобразователь, содержащий интегратор,источник света, связанный через оптический аттенюатор, с входом позиционно-чувствительного фотоприемника,который имеет линейную функцию преобразования, выход позиционно-чувствительного фотоприемника соединен с входом дифференциатора и с сигнальнымвходом регулятора уровня преобразуемого 5 Осигнала, выход которого является выходом преобразователя, введены дополнительный дифференциатор, и дополнитеный интегратор, вход дополнительногодифференциатора подключен к выходу оо- Ы 5новного дифференциатора, а выход - квходу основного интегратора, выход которого через дополнительный интегратор ного постоянного напряжения, соединенный с вторым входом схемы сравнения,интегратор, вход которого соединен с выходом схемы сравнения, схему регулирования уровня выходного сигнала, одинвход которой (вход управления) соединен с выходом интегратора, а другойс точкой соединения ПЧФП и резисторанагрузки.Выход схемы регулирования уровнявыходного сигнала является выходомвсего преобразователя.Этот оптоэлектронный функциональный преобразователь позволяет расширитьчастотный диапазон преобразования в 530-50 раз при сохранении точности 2Недостатком его является то, чтолюбая нестабильность параметров схемь 1сравнения и источника эталонного постоянного напряжения влечет за собойзначительное снижение точности. Крометого, каждый такой преобразовательтребует индивидуальной настройки, чтов процессе серийного производства осуществить весьма затруднительно, Снижение точности происходит вследствиетого, что изменение параметров схемысравнения и источника постоянного эталонного напряжения приводит к изменению величины сигнал-ошибки. Это всвою очередь влияет на величину коэффициента передачи схемы регулированияуровня выходного сигнала, придавая емузначения, отличающиеся от истинного,тем самым внося погрешность в выходной сигнал,подключен к управляюшему входу регулятора уровня преобразуемого сигнала.Введение и схему преобразователядополнительных дифференциатора и интекоратора, вместе схемы сравнения и источника постоянного эталонного напряженияпозволяет повысить точность преобразования.На чертеже представлена схема оптоэлектронного функционального преобразователя,Схема содержит источник 1 света,оптический аттенюатор 2, позиционночувствительный фотоприемник 3, которыйимеет линейную функцию преобразования,основной 4 и дополнительный 5 дифференциаторы, основной 6 и дополнительный7 интеграторы и регулятор 8 уровняпреобразуемого сигнала, выполненныйв виде управляемого аттенюатора.Оптоэлектронный функциональныйпреобразователь работает следующим образом.Световой поток от источника 1 света через оптический аттенюатор 2 поступает на активную поверхность (фотослой) позиционно-чувствительного, фотоприемника 3. Сигнал с выхода позиционно-чувствительного фотоприемника 3,величина которого зависит от состоянияоптического аттенюатора 2, поступаетна вход основного дифференциатора 4 ина сигнальный вход регулятора 8уровня преобразуемого сигнала, Продифференцированный сигнал с выхода ос-новного дифференциатора 4 поступаетна вход дополнительного дифференциато- .ра 5. В результате двукратного дифференцирования выходной сигнал ПЧФП 3, вслучае линейной функции преобразования, изменяется таким образом что информативный полезный сигнал исчезает(вторая производная линейной функцииравная нулю), а остается лишь втораяпроизводная искажений. С выхода дополнительного дифференциатора 5 этотсигнал поступает на основной интегратор 6, а затем и на дополнительный интегратор 7 для преобразования в реальный масштаб, С выхода интегратора 7результируюший сигнал поступает навход управления регулятора 8 уровня,который и производит коррекцию сигнала с ПЧФП 3 в соответствии с величиной и знаком результирующего сигнала,Выход регулятора 8 уровня являетсявыходом всего оптоэлектронного функционального преобразователя.формула изобретения5 5 991В разработанном преобразователе от- клонение отдельных параметров дифференциаторов и интеграторов, например, их стабильность, величина питающего напряжения и т.д., не влияют на конечную точность преобразования. Кроме того, отпадает необходимость в настройке схемы, так как режим работы отдельных узлов не влияют на выполнение ими требуемых функций.10П р й м е р . Оптоэлектронный фужциональный преобразователь выполнен на основе серийно выпускаемого линейного оптоэлектронного бесконтактного потенциометра типа УФИНО. Дифферен циаторы и интеграторы выполнены на основе бескорпусных операционных усилителей типа 140 УД 1 А, Это позволило разместить все узлы схемы непосредственно в корпусе УФИНО. Регуля тор уровня сигнала выполнен по схеме управления аттенюатором на основе по левого транзистора КПЗО 2 А Такой оптоэлектронный функциональный преобразователь имеет частотный диапазон до 200-250 Гц при точности преобразования не ниже 0,15% в диапазоне температур 50-60 С. При этом он не требуетонастройки.Разработанный оптоэлектронный функ циональный преобразователь обеспечивает следующие технико-экономические преимущества; повышение точности функционирования систем автоматики и телемеханики; повышение стабильности систем . з 5 автоматики и телемеханики; упрощение настройки; упрощение конструкции и связанное с этим повышение технологичностипроизводства. Оптоэлектронный функциональный пре-,образователь, содержащий интегратор, иисточник света, связанный через оптический аттенюатор с входом позицион-но-чувствительного фотоприемника, который имеет линейную функцию преобразования, выход позиционно-чувствительного фотолриеника соединен с входом дифференциатора и с сигнальным входом регулятора уровня преобразуемого сигнала, .выход которого является выходомпреобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введеныдополнительный дифференциатор и дополнительный интегратор, вход дополнительного дифференциатора подключен к выходу основного дифференциатора, а выход - к выходу основного интегратора,.выход: которого через дополнительныйинтегратор подключен к управляющемувходу регулятора уровня преобразуемогосигнала.Источники информации,принятые во внимание при эмспертизе1. С. В. Свечников, А. К. Смовж и,Э. Б. Каганович. Фотопотенциометры ифункциональные фоторезисторы, ".Советское радио". 1978.2. Авторское свидетельство СССР