Преобразователь положения светового луча в электрический сигнал

"л образные электроды,рых контактируют.с одных резистивных слоеральный омический коленточного резистивн етные из кото ним из ленточ причем центакт одного го слоя являе ся выходом прео ч а ю щ и й с я расширения обла повышения точно токопроводящий резистивные сло лельно друг дру омические конта ателя, о т лчто, с цельюименения и раз тем сти исти,слойи рас него введен а ленточные оложены паралпериферийные дключены к выу, и ты и водам источ постоянног п ко и слослой ра ложи ее тнымиэлекимеют т ругимпри- соеди окоп ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИ(71) Кубанский ордена ТрудовогоКрасного Знамени сельскохозяйственный институт(56) 1. Свечников С.В. и др. Фотопотенциометры и функциональныефоторезисторы. М., "Сов. радио",978, с. 156-57,2. Авторское свидетельство СССРВ 322781, кл. С 06 К 9/00, 1970.3 Авторское свидетельство СССРР 788127, кл. С 06 С 9/00, 1978.(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОЛОЖЕНИЯСВЕТОВОГО ЛУЧА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙСИГНАЛ, содержащий источник постоянного напряжения, диэлектрическоеоснование, на.которое нанесен фотопроводящий слой, на котором радиально расположены два ленточных резистивнык слоя, концы которых снабженыомическими контактами, и расположенные концентрично проводящие подковония, а центральные омически ты обоих ленточных резистив объединены, токопроводящий положен диаметрально против ленточным резистивным слоям электрический контакт с неч проводящими подковообразным тродами, четные из которых же электрический контакт с д ленточным резистивным слоем чем шика нулевого потенциал иена с периферийным выводом водящего слоя.Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использова 1но в качестве позиционно-чувствительного датчика в системах слежения и ориентации.Известны преобразователи положения светового луча в электрический сигнал, выполненные в виде различных конструкций фотопотенциометров и функциональных координатно-чувствительных фотопроводящих устройств. 0 ми.Известно также устройство, выполненное в виде полупроводниковой пластины, чувствительной к свету, на которую нанесены металлический кольцевой и центральный электроды, причем на полупроводниковой пластине внутри кольцевого электрода располо жен дополнительный электрод, выполненный в виде одного витка спирали Архимеда, один конец которого соединен с кольцевым электродом, а другой через нагрузку - с источни- З 0 ком пилообразного напряжения 12 .Недостаток известного устройства - низкая точность преобразования.Наиболее близким к изобретению является преобразователь положения35 светового луча в электрический сигнал, содержащий нанесенный на выполненное в виде диска диэлектрическое основание фотопроводящий слой на котором диаметрально противоположно расположены резистивные слои, снабженные омическими контактами, и расположены контактирующие с резистивными слоями и фотопроводящим слоем проводящие подковообразные электроды, четные из которых имеют45 контакт с одним из резистивньг слоев, а нечетные - с другим, причем реэистивные слои включены в цепь источника питающего напряжения и нагрузоч. ного элемента 3 .Этот преобразователь позволяет осуществлять слежение эа точечными светящимися объектами и характеризуется более высокой точностью и функциональными возможностями, Одна ко с его помощью невозможно определить направление смещения луча относительно центра, так как при 20 Известен преобразователь, содержащий диэлектрическую подложку, .на которую нанесен фоточувствительный слой, и гребенчатые электроды 11 15Однако он не позволяет осуществлять слежение за точечными объектапереходе луча через нулевое положение выходной сигнал не изменяет Полярность, Это ограничивает информативную способность преобразователя.Кроме того, преобразователь работает в токовом режиме, что приводитк дополнительной погрешности выходной характеристики, обусловленнойнеоднородностью распределения светового сопротивления по площади фотопроводящего слоя, а также воздействием дестабилизирующих факторов,таких как колебание температуры окружающей среды, освещенности объектаи других, что снижает точностьпреобразователя.Целью изобретения является расширение области применения и повышениеточности преобразователя,Указанная цель достигается тем, что в преобразователь положения светового луча в электрический сигнал, содержащий источник постоянного напряжения, диэлектрическое основание, на которое нанесен фотопроводящий слой, на котором радиально расположены два ленточных резистивных слоя, концы которых снабжены омическими контактами, и расположенные концентрично проводящие подковообразные электроды, четные из которых контактируют с одним из ленточных резистивных слоев, причем центральный омический контакт одного ленточного резистивного слоя является выходом. преобразователя, введен токопроводящий слой, а ленточные резистивные слои расположены параллельно друг другу, их периферийные омические контакты подключены к выводам источника постоянного напряжения, а центральные омические контакты обоих ленточных резистивных слоев объединены, токопроводящий слой расположен диаметрально противоположно ленточным резистивным слоям и имеет электрический контакт с нечетными проводящими подковообразными электродами, четные из которых имеют также электрический контакт с другим ленточным резистивным слоем, причем шина нулевого потенциала соединена с периферийным выводом токопроводящего слоя,На чертеже схематически представлен преобразователь.Преобразователь содержит нанесенный на выполненное в виде диска диэлектрическое основание 1 фотопро3водящий слой 2, на котором расположены два ленточных резистивных слоя 3 и 4 каждый из которых контактирует с четными проводящими подковообразными электродами 5, диаметрально противоположно резистивным слоям расположен токопроводящий слой 6, контактирующий с нечетными проводящими подковообразными электродами 7. Реэистивные слои 3 и 4 имеют омические контакты 8 - 10, один из которых расположен в центре, а другие на периферии фотопроводяще" го слоя 2. Омические контакты 8 и 9 соединены с источником питающего напряжения 11, а омический контакт 10 является выходом преобразователя и соединен с нагрузочным резистором 12. На чувствительную поверхность преобразователя проектируется световой луч 3 от объекта.Преобразователь работает следующим образом.Напряжение от источника питания 11 подается на омические контакты 8 и 9 резистнвных слоев 3 и 4. Придвижении источника света в радиаль- Фном направлении световой зонд в виде проектируемого светового пятна 13 подключает к токопроводящему слою 6 через электроды 5 и 7 и. заключенный между ними освещенный участок фотопроводящего слоя 2 участки резистивных слоев 3 либо 4, находящиеся под разными потенциалами. Амплитуда выходного напряжения.снимаемого с нагрузочного резистора 12, пропорциональна величине смещения светового зонда 3 относительно нулевого положения 1129631 4При положении светового пятна 13 вправой половине преобразователяполярность выходного напряженияположительная, а при положении влевой половине - отрицательна.П р и м е р. В качестве диэлектрического основания 1 использованапластина ситалла диаметром 38 мм, 1 О на которую методом вакуумнойсублимации наносился слойполупроводникового материала 86 с последующим отжигом в активирующей шихте.Затем через свободную маску методомтермического испарения в вакууменаносились резистивные слои 3 и 4металлосилицидного сплава, ширинакоторых составляла 2 мм. Заданнаятопология электродов совместно стокопроводящим слоем 5 и контактнымиплощадками формировалась путем вакуумного напыленияи через контактнуюмаску, которая изготавливалась фотолитографическим методом. Расстояние 25 между электродами и ширина электродов составляла 100 мкм.При испытании преобразователя световой зонд 13 создавался лампойнакаливания посредством фокусирующейоптической системы. Диаметр зонда2 мм, освещенность в зонде порядка1000 лк. Сопротивление резистора нагрузки 1 мОм. Точность определениякоординаты светового зонда 13 при 35 этом составляла +1,53 в пределахрабочего участка преобразователя,что и определяеттехнико-экономичес.кую эффективность предложенногопреобразователя.1129631 55/40 ТиражВНИИПИ Государст по делам изобре 113035, Москва,Ж 698 Под венного комитета тений и открытий -35, Раушская на каэ писноеСССР лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна Составитель Ю.Козлов дактор М,Циткина Техред А.Кикемеэей Корректор Л,Пилипен