Преобразователь с электрооптической редукцией

(23) Приорит 15.10. 82. Бюллетень М 38ования описания 15. 10. 82 дв делан изобретений и открытиЯ(088.8) Опублииова Дата опубл И. Волков, Г. Р. Пекки, В. А. Пакканен, А. И, Лукьянов И. Максимов, Г. Д, Кравченк(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ЭЛЕКТРООПТИЧЕСРЕДУКЦИЕЙ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к оптико-электронным устройствам для преобразования аналогоВых Величин В цифроВую форму и пред назначено для использования в измерительных системах.Известны оптико-электронные растровые преобразователи, в которых угловое перемещение преобразуется в 1 в соответствующую Фазу электрического сигнала .путем электрической модуляции светового потока источника света или сигналов фотоприемников 13.Недостатком растровых преобразо вателей является сильная зависимость рисунка растрового сопряжения от эксцентриситета, боя подшипников,точности изготовления растров. Кроме того,.в таких преобразователях точность преобразования ограничиваетоя разбросом и стабильностью характеристик фотоприемников. Наиболее близким техническим решением является преобразователь с электрооптической редукцией, содержащий последовательно установленные источники излучения точного и грубого отсчетов, светомодулирующее устройство в виде модулирующего лимба, закрепленного на камертоне, связанный с валом кодирующий диск, на котором нанесены дорожки точного и грубого отсчетов, воспринимающий блок и блок отсчетов 2 .Недостатком этого преобразователя является низкое быстродействие, ограниченное частотой механических колебаний модулирующего лимба.Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе с электро- оптической редукцией, содержащем источник излучения точного отчета, оптически соединенный со светомодули6722 4 3 96рующим устройством, кодируюищй диск,на котором нанесены дорожки точногои грубого отсчетов, воспринимающий,блок, блок отсчвтов, источники излучения грубого отсчета введены дополнительные источники излучения точ"еного отсчета, светоделительный элемент, оптические элементы, щелеваядиафрагма,и блок управления источниками излучения, управляющие выходыкоторого соединены с источниками излучения точного отсчета, которые оптически соединены через светомодулирующве устройство, светоделительный и оптические элементы с кодирующим диском и блоком управления источниками излучения, синхронизирующийвыход которого подключен к входублока отсчетов источники излучения грубого отсчета оптически соединены через щелевую диафрагму и-оптический элемент с кодирующим диском,Кроме того, светомодулирующее устройство выполнено в виде пластины,она которой закреплены светоизоляторы, на пластине нанесена маска в виде пространственно сдвинутых диаф-и. рагм с синусоидальным профилем окна.Причем блок управления источниками излучения выполнен из кольцевогосчетчика, коммутатора, управляемыхисточников питания, блока аналоговыхключей и задающего генератора, выход которого соединен с кольцевымсчетчиком, выходы которого соединеныс управляющими входами блока анало,говых ключей и коммутатора, выходыкоммутатора через управляемые источ"ники питания соединены с сигнальнымивходами блока аналоговых ключей, ифотоприемника, выход которого черезусилитель соединен с сигнальными ваодами коммутатора.На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 пример выполнения кодирующего диска;на фиг. 3- пример выполнения маскисветомодулирующего устройства; нафиг. 4 - эпюры напряжения на выходе ". фотоприемника точного отсчета,Преобразователь с электрооптической редукцией содержит источникиизлучения 1 грубого отсчета, источники излучения 2 точного отсчета,светомодулирующее устройство 3,светоизоляторы 4, щелевую диафрагму5, светоделительный элемент 6, оптические элементы 7, кодирующий дис,8., дорожки 9 и 10 грубого отсчета,дорожку 11 точного отсчета, вал 12,воспринимающий блок 13, фотоприемники 14 грубого отсчета, Ф топриемник15 точного отсчета, опти-вские элементы 16 и 17, блок 18 отсчетов,усилители фотосигналов 19 и 20,преобразователь 21 фазакод, преобразователь 23 кодов, выходной регистр 23, блок 24 согласования отсчетов, блок 25 управления фотоприемниками, фотоприемник 26, усилитель27 фотосигналов, блок 28 аналоговыхключей, управляемые источники 29 питания, коммутатор 30, задающий генератор 31 и кольцевой счетчик 32.С выхода регистра 23 снимается вцифровой форме информация об угловомположении вала 12. Блок 25 содержиткоммутатор 30, выполненный на аналоговых ключах. Кодирующий Диск 8(фиг. 2) имеет две дорожки грубогоотсчета 9 и 10 и дорожку точного от"счета 11. Дорожки грубого отсчетавыплнены по компактному принципу,позволяющему снимать с двух дорожеко(2+и) двоичных разрядов., где и =1,2, . На фиг. 2 изображены дорожки для и = 2, что позволяет получить6 двоичных разрядов, Дорожка точногоотсчета 11 выполнена в виде радиального штрихового растра с равными прозрачными и непрозрачными штрихами,шаг которых равен минимальному шагу35штрихов дорожки 9 грубого отсчета.Это условие необходимо для согласования грубого и точного отсчетов,На светомодулирующем устройстве 403 нанесена маска в виде четырехдиафрагм с синусоидальным профилемокна, причем пространственно диафрагмы сдвинуты на четверть периода этойсинусоиды (фиг. 3). Диафрагмы отделе"ны другфот друга светоизоляторами 4 45и пропускают световойпоток толькоот своего источника 2 излучения точного отсчета, Для определения отсче-та по нескольким штрихам каждаядиафрагма имеет группу синусоидаль 5 ф ных окон. Оптический элемент 16 формирует изображение маски на дорожке точного отсчета 11 таким образом,чтобы период окон диафрагм совпадалс шагом штрихов дорожки 11 точного 55 отсчета. На фиг. 3 показано совмещение изображения окон диафрагмсо штрихами дорожки точного отсчета.обраэователь 22 кодов, где преобразуется в позиционный двоичный код. Полученный позиционный код в блоке4 24 согласованияотсчетов корректируется по коду точного отсчета и пос" З тупает в выходной регистр 23 ьТаким образом, предложенный преобразователь с электрооптической редукцией, сохраняя такие положительные качества прототипа, как выполнение 1 О на одном кодирующем диске дорожек точного и грубого отсчетов и, высокий коэффициент электрооптической редукции, обеспечивающий высокую точность преобразования обладает и су щественно большим быстродействием и лучшей технологичностью, поскольку исключается из состава преобразовате . ля такой сложный в изготовлении и ба" лансировке элемент как кольцевой ка мертон., формула изобретенияО21, Преобразователь с электроопти ческой редукцией, содержащий источник излучения точного отсчета, опти-чески соединенный со светомодулирующим устройством, кодирующий диск, Э 0 на котором нанесены дорожки .точного и грубого отсчетов, воспринимающий блок, блок отсчетов источники излу" чения грубого отсчета, о т л и ч аю щ и й с я тем, что,с целью повы 35 щения быстродействия преобразователя,. в него введены дополнительные источники излучения точного отсчета, светоделительный элемент, оптические элементы, щелевая диафрагма и40 блок управления источниками излучения, управляющиевыходы которого соединены с источниками излучения точ" ного отсчета, которые оптически соединены через светомодулирующее устройство, светоделительный и оптическиеэлементы с кодирующим диском и блоком управления источниками излучения,синхронизирующий выход которого подключен к входу блока отсчетов, ис"точники излучения грубого отсчета оптически соединены через щелевую диафрагму и оптический элемент с кодирующим диском.2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что светомодулиуующее устройство выполнено ввиде пластины на которой закрепле"ны светоизоляторы, на пластине нанесена маска в виде пространственносдвинутых диафрагм с синусоидальнымпрофилем окна.3. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блокуправления источниками излучения выполнен из кольцевого счетчика, коммутатора, управляемых источниковпитания, блока аналоговых . ключей,задающего генератора, выход которогосоединен с кольцевым счетчиком, выходы которого соединены с управляющими входами блока аналоговых клю-,чей и коммутатора, выходы коммутатора через управляемые источники питания соединены с сигнальными входамиблока аналоговых ключей, и фотоприемника, выход которого через усилительсоединен с сигнальными входами коммутатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Преснухин Л Н. и др. Фото электрические преобразователи информации. М., "Машиностроение". 1974,с. 211-230.2. Авторское свидетельство СССРй 746658, кл. С 08 С 9/06, 1976