Способ преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал

) 506891 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(6 Дополнительное Заявлено 23.03.7 вт. свцд-в 1) 1895245/18-2 51) М. Кл,- 6 08 С 9 явки М присоединением Государственный комитет Совета Министров СССР 3) Приоритет Боллетець ЬЪ 10 сания 06,05.76(53) Ъ публи ло делам изобретений открытий Дата(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСК ВЕЛИЧИН В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ 2 Изобретение относц 1 с к автозатке ц измерительной технике и может быть использовано для преобразования в электрический сцпгал цеэлсктр цческих велич цп многоканальными дифференциальными преобразователями в устройствах наведения и определсния пространственного положения визцруемых объектов, фото метр ах, спектрофо гометр ах, фотоэлек" р сских коордицаторах в друпх устройствах с использованием электромагнитного излучения широкого спектрального диапазона.Известны способы преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал путем облучения многоканальных дцфференци альных измерительных преобразователейприемниками модулированными готоками электромагнитного излучения, в которые для устранения погрешностей нуля и чувствительности преобразования, обусловленых неидентнчностью параметров каналов преобразователей из-за температурюго и ьременного дрейфа параметров пх элементов, вводятся дополнительные эталонные сигналы лучгстой энергии, для облучения приемников всех каналов одновременно с регистрируемыми полезными сигналами.Для повышения точности преобразования неэлектрцческих величин в электрический сигнал многоканальными дифференциальным: измерцтелььми преобразователями с использованием электромагнитного излучения шцрокого спектрального диапазона предлагается потоки излучения источников каждого канала 5 разделятьа две части, одной частью потоковоблучать один общий для всех каналов приемник излучения и выделять разностный сигнал рассогласования, которым выравнивать параметры потоков излучения каждого кана ла, а другой частью потоков облучать измерительный преобразователь, регистрировать их вторым приемником и выделять разностный сигнал рассогласования. Это позволяет устранять аддцтивную и мультиплцкатпвную по грешностп преобразования, т. е. погрешностипуля и чувствительности дифференциальных преобразователей. На фиг. 1 приведена обобщенная функци ональная схема двухканального дифференциального преобразователя для осуществления описываемого способа; на фцг. 2 - фотоэлектрический микроскоп для наведения на штриховую метку.5 Двухканальный дифференциальный преобразователь содержит автономные источники электромапцтного излучения 1 и 2 с внутренней илц внешней модуляцией цх потоков, приемники излучения 3 и 4, измерительный 30 преобразователь 5, на который воздействуетизмеряемая величина х, блоки обработки сигналов 6 и 7.Фатаэлектрцчески 51 л 1 Н 1 сраскоп дл 51 наведения на штриховую метку содержит маску 8 с двумя прямоугольными диафрагмами 9 и 10, коллектив 11, источники света 12 и 13, конденсаторы 14 и 15, полупрозрачное (светоделительное) зеркало 16, объективы 17, 18 и 19, фотоприемники 20 и 21, объект 22 со штриховой меткой 23, управляемые генераторы 24 и 25 модулированного напр 515 кен 11 я Тока) для питания источников света 12 и 13 и блоки обработки сигналов 26, 27 и 28.Сущность способа преобразования цеэлсктрических величин заключается в том, что измерительный преобразователь 5 неэлектрцческой величины х облучается двумя мод,лированными готокаыи электромагнитного излучения от источников 1 и 2. Указанные потоки отличаются частогой модуляции или противоположны по фазе, т. е. их информативные параметры могут быть выделены в сигнале приемника излучения, одновременно регистрирующего дза указанных потока, До узла изыерительнага преабразоваци 5 потоки излучения в каждом канале разделяют на две части и одной из них облучают приемник 3 - общий для двух каналов. Блок обработки сигналов 6 выделяет и сравнивает информативные параметры потоков излучения в сигналах приемника 3, а цх разно:тный сигнал р ассогласазания цсг ользуется для зыр ав;51- вания в двух ка)налах араметров их потоков излучения - глубины модуляции и интенсивности путем воздейст 1)я ца источники излучения 1 и 2. Другой частьо погокоз облучают измерительный преобразователь 5. После преобразования потоков преооразуемой величиной х Они регист)зи 1 зу 1 атся таОке Одним Оа щим для всех каналов приемникам 4. Блок обработки сигналав 7 определяет состнон)ение инфорхатизных параметров потоков каждого канала - их разность и сумму и использует их для оценки измеряемой величины и стабилизации чувствительности измерительногоого преобразования путем изменения параметров потоков излуче)я источников 1 и 2.Этим устраняется влияние временной и температурной нестабильности параметров приемника 4 и блока обработки сигналов 7 на чувствительность преобразования, а выравнивание информативных параметроз потоков, облучающ:х измерительный преобразователь, и регистрация этих потоков, после преобразования одним приемникам, обеспечивает стабильность нуля преобразования. Работа фотоэлектрического микроскопа для наведения па штриховую метку, реализующего способ, состоит з следующем. Источники света 12 и 13, подкл)очецные к управляемым генераторам питаащего напря 5 кения (тока), с помощью конденсаторов 14 и 15 освещают прямоугольные диафрагмы 9 и 10 маски 8 модулированными по аыплитуд 10 15 20 2 э 3.) 3 40 4 3) 55 ле и протцвафазнымц световымп поток 1 ли, кяк наказана ня фиг, 2 С. Изображение этик диафрагм ооьсктпвоы 17, коллективом 11 и светоделительпым зеркалом 16 проецируется на фотопрцемцик 20, а объективом 18 - в плоскость объекта (шкалы) 22 со штрцхово 1 меткой 23, Объектив 19 проецирует выходной зрачок микроскопа в плос - кость фотоприемника 21. Созместное изображение диафрагмы маски и визируемой штр:1- хазой метки (см. Фиг, 2 б) образует узел двухканального измерительного преобразователя, где преобразуемая величина - рассовмещение оси визцруемой штриховой метки относительно осц наведения фотоэлектрического микроскопа - оси симметрии диафрагм маски определяется соотцо)н ни х световых потокав, проходящих ерез зазоры г и дд)афрагм, маскированных 5 Зображением штриховой метки 23. Стабильность нуля преобразования, т. е, стабильность фотаметрической оси наведения )О Оэлект 1)исскаО мцк 1)аскопа до "тигается выравниванием в двух его каналах световых потоков, облучаюцих узел его измерительного греобразозания, с г;омошью замкнутого контря автогтц:еского регулирования, который содержит светодел;пе)ьный элемент - иа,)прозрачное зеркало 16, оаъектцз 17, фотоприемник 20, блок ооработки сигналов 26 и правл 5)емье генераторы 24 и 25 модлиро- ванного питаюцега напряжения (тока) источников света 12 ц 13.Полу)розра Пос зеркало 16 делит на две части з пропорццоцальцоы огцошении световые потоки, и цри рассогласования величин потоков Ф, и Э. (см. Фиг. 2 а), регистрируемых одним фотоприемником 20, блок 26 выделяет разностный сигнал его фототоков; этот сигнал как управляющий поступает на регистрирующие входы генераторов 24 и 25 и изменяет амплпуды их выходных импульсов тяк, чтааь Оы.)и равны света 11 е потоки г 1 з и 1)2. Этим выравниваются и световые потоки, облучающие узел измерительного преобразования. После преобразования световые потоки двух каналов регистрируются также одним фотоприемником 21, а величина и знак разцостного сигнала его выходных фототокови(см. Фиг, 2 в) определяет величину и направление смецеция аси визируеыой штриховой зетки относите.1 ьна Оси наведения ФОТО электрического микроскопа. Разностный сигнал рассогласования фототокози 1, выделяется и 5 Ндицируетс 5 блоком 27, 1(роме того, блоки 27; 28 выделяют суммарный сигнал +2, запом)паОт его и сравнивают с опорным (установленным) уровнем и сигналом рас агласования, через генераторы 24 и 25 уцразл)иат велчиной световых потоков источников 12 и 13, чем стабилизируется чувствительность преобразоза 1 гия всего устро 5 ства в целом при изменении параметров источников и измерительного устройства блока 27, 506891Лналогично может быть реализован способ в двух- и трехкоординатных фотоэлектрических координаторах.Формула изобретенияСпособ преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал путем облучения многоканальных дифференциальных измерительных преобразователей с приемниками модулированными потоками электромапиитиого излучения, о т л и ч а ю гц и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, потоки излучения источников каждого канала разделяют на две части, одной частью потоков всех каналов облучают один 5 приемник и выделяют разностный сигнал рассогласования, которым выравнивают параметры потоков излучения каждого канала, другой частью потоков облучают измерительный преобразователь, реги:трируют их вто рым приемником и выделяют разностный сигнал рассогласования.Заказ 988 5 Изд.1185 Тираж 830 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, а 1 осква, Ж, Раугпская наб., д. 4,5 Типография, пр. Сапунова. 2