SU868356A1

SU868356A1 - Photoelectric displacement transducer

Info

Publication number: SU868356A1
Application number: SU802889154A
Authority: SU
Inventors: Валерий Васильевич Ефимов; Валерий Борисович Титов
Original assignee: Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им. А.Ф.Можайского; Войсковая Часть 11284
Priority date: 1980-01-03
Filing date: 1980-01-03
Publication date: 1981-09-30

Description

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относитс к измерител ной технике и может быть использован дл измерени перемещений, например в автоматических системах. Известен датчик линейных перемещений , основанный на счете муа хэЬых полос и содержащий последовательно расположенные источник света, конден сор, неподвижные растры, подвижный растр и три фотоприемника fll. Недостатком датчика вл етс наличие сложной растровой системы и нескольких фотоприемников. Наиболее близким к предлагаемому вл етс фотоэлектрический преовразователь перемещений, содержащий источник света и последовательно установленные по ходу светового луча теневую маску с равновеликими проэрачнь 1и участками, дифференциальный фотоприемник и мостовую схему измере ни 2. Недостатком известного преобразовател перемещений вл етс то, что он преобразует перемещени , осуществ л емые только по одной координате.. Кроме того, преобразователь имеет дв конструктивных элемента, заслонку и маску, осуществл ющих одну и ту же(54) PHOTOELECTRIC CONVERTER The invention relates to a measurement technique and can be used to measure displacements, for example, in automatic systems. A linear displacement sensor is known, based on the counting of muh bands and containing successively located light sources, condensators, fixed rasters, a moving raster and three photodetectors fll. The disadvantage of the sensor is the presence of a complex raster system and several photodetectors. The closest to the present invention is a photoelectric displacement transducer, containing a light source and a shadow mask consistently installed along the light beam with equally large sections, a differential photodetector and a bridge measurement circuit 2. A disadvantage of the known displacement transducer is that it transforms displacements carried out only in one coordinate. In addition, the converter has two structural elements, a flap and a mask, performing the same

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ функцию - формирование световых зондов ., Цель изобретени - обеспечение возможности преобразовани перемещений по двум координатам. Поставленна цель достигаетс тем, что фотоэлектрический преобразователь перемещений снабжен коммутационным блоком, обеспечивающим включение дифференциального фотоприемника в одно из плеч мостовой схемы измерени или каждой из двух частей дифференциального фотоприемника в соответствующее плечо мостовой схемы измерени , дифференциальный фотоприемник выполнен в виде фотопотенциометра, а прозрачные участки теневой маски выполнены симметричными относительно плоскости, перпендикул рной оси чувствительности фотопотенциометра. На фиг.1 изображена схема фотоэлектрического преобразовател перемещений/ на фиг.2 - принципиальна схема фотоэлектрического преобразовател перемещений при преобразовании перемещений по оси У; на фиг.З - то же, по оси X. фотоэлектрический преобразователь перемещений содержит источник 1 света , последовательно установленные поThe DISPLACEMENT function is the formation of light probes. The purpose of the invention is to provide the ability to convert displacements in two coordinates. The goal is achieved by the fact that the photoelectric displacement transducer is equipped with a switching unit that enables the inclusion of a differential photodetector in one of the arms of a bridge measurement circuit or each of the two parts of a differential photoreceiver in a corresponding shoulder of a bridge measurement circuit, the differential photodetector is made in the form of a photo potentiometer, and transparent parts of a shadow mask are made symmetrical with respect to the plane perpendicular to the axis of sensitivity of the photopotentiometer. 1 shows a diagram of a photoelectric displacement transducer / FIG. 2 is a schematic diagram of a photoelectric displacement transducer when converting displacements along the Y axis; in FIG. 3 - the same, along the X axis. The photoelectric displacement transducer comprises a source of light 1, successively mounted along

ходу светового луча теневую маску 2, св зываемую с перемещающимс объектом и фотопотенциометр 3, включенный в мостовую схему 4 измерени с гальванометром 5 в измерительной диагонали г и коммутационный блок б.during the course of the light beam, the shadow mask 2 associated with the moving object and the photopotentiometer 3 included in the bridge measurement circuit 4 with the galvanometer 5 in the measuring diagonal r and the switching unit b.

Тенева маска 2 содержит равновеликие симметричные относительно плоскости , перпендикул рной оси чувствительности фотопотенциометра, прозрачные участки 7 и 8, имеющие форму параллелограммов и расположенные под углом друг к другу.Shadow mask 2 contains equal symmetric with respect to a plane perpendicular to the sensitivity axis of the photo potentiometer, transparent sections 7 and 8, having the form of a parallelogram and angled to each other.

Фотопотенциометр 3 имеет нанесенные На диэлектрическую подложку 9 резистивный слой 10 и коллектор llj, Между которыми расположен фотопровод щий слой 12, Резистивный слой имеет выводы 13 и 14.The photopotentiometer 3 has a resistive layer 10 and a collector llj deposited on a dielectric substrate 9, between which the photoconductive layer 12 is located. The resistive layer has pins 13 and 14.

На фотопровод щий слой 12 спроецированы участки теневой маски 2, представл ющие собой световые зонды 15 и 16.The areas of the shadow mask 2 are projected onto the photoconductive layer 12, which are light probes 15 and 16.

Коммутационный блок 6 имеет контакты 17-20, 22 и 23.The switching unit 6 has contacts 17-20, 22 and 23.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

Дл преобразовани перемещений теневой маски оси У коммутационный блок 6 должен находитьс в первом состо нии. Первым состо нием вл етс замкнутое положение контактов 17 и 18, 19 и 20 .(фиг.2). В этом случае фотопотенциометр 3 оказываетс включенным в мостовую схему 4 измерени 8 качестве переменного резистора 21.In order to translate the displacements of the shadow mask of the Y axis, the switching unit 6 must be in the first state. The first state is the closed position of the contacts 17 and 18, 19 and 20. (Fig. 2). In this case, the photopotentiometer 3 is included in the bridge circuit 4 of measurement 8 as a variable resistor 21.

Ток по фотопотенциометру 3 протекает от вывода 13 по резистивному слою 10 до точки попадани светового зонда 15 на фотопровод щий слой 12, откуда через фотопровод}вдйй мостик поступает на коллектор 11, доходит до второго фотопровод щего мостика в точке попадани светового зонда 16 н фотопровод щий слой 12, снова поступает на резистивный слой 10 и течет до вывода 14 и далее в мостовую схему измерени . Таким образом, участок резистивного сло 10 между точками попадани световых зондов 15 и 16 оказываетс зашунтированным через сравнительно низкоомные фотопровод щие мостики и коллектор 11. При перемещении теневой маски 2 измен етс рассто ние между световыми зондами 15 и 16. При этом измен етс длина шунтируемого участка резистивного сло 10, что приводит к изменению сопротивлени фотопотенциометра 3 и, соответственно, тока в изМерительнйй диагонали мостовой схемы 4 измерени .The current through the photopotentiometer 3 flows from pin 13 through the resistive layer 10 to the point of contact of the light probe 15 on the photoconductive layer 12, from where through the photopipe} into the bridge enters the collector 11, reaches the second photoconductive bridge at the point of contact of the light probe 16n photoconductive layer 12 again enters the resistive layer 10 and flows to pin 14 and further to the bridge measurement circuit. Thus, the portion of the resistive layer 10 between the points of entry of the light probes 15 and 16 is shunted through relatively low-impedance photoconducting bridges and the collector 11. When the shadow mask 2 is moved, the distance between the light probes 15 and 16 changes. resistive layer 10, which leads to a change in the resistance of the photo potentiometer 3 and, accordingly, of the current in the Measured diagonal of the bridge measurement circuit 4.

Дл преобразовани перемещений теневой маски 2 по оси X коммутационный блок 6 должен находитьс во втором состо нии. Вторым состо нием вл етс замкнутое положение контактов 17 и 22, 19 и 23 (фиг.ЗЬIn order to translate the displacement of shadow mask 2 along the X axis, the switching unit 6 must be in the second state. The second state is the closed position of the contacts 17 and 22, 19 and 23 (Fig. 3b).

В этом случае фотопотенциометр 3 оказываетс включенным в мостовую - схему 4 измерени в качестве двух пе-. ременных резисторов 24 и 25.In this case, the photopotentiometer 3 turns out to be included in the pavement - measurement circuit 4 as two transducers. belt resistors 24 and 25.

Резистором 24 вл етс часть резистивного сло 10 от вывода 13 до точки попадани светового зонда 15 на фотопровод щий слой 12. Резистором 25 вл етс часть резистивногоThe resistor 24 is the part of the resistive layer 10 from the pin 13 to the point of contact of the light probe 15 on the photoconductive layer 12. The resistor 25 is the part of the resistive

. сло 10 от вывода 14 до точки попадани светового зонда 16 на фотопровод щий слой 12. . При перемещении теневой маски 2. layer 10 from pin 14 to the point where the light probe 16 hits the photoconductive layer 12.. When moving the shadow mask 2

5 измен ютс величины частей резистивjHoro сло 10, вл ющихс резисторами 24 и 25. Таким образом, измен ютс сопротивлени активных плеч мостовой схемы 4 измерени и ток в измерительной диагонали мостовой схемы 4 измерени .5, the values of the portions of the joro layer 10, which are resistors 24 and 25, are changed. Thus, the resistances of the active arms of the measurement bridge 4 and the current in the measuring diagonal of the measurement bridge 4 are changed.

При Преобразовании перемещений теневой маски 2 по оси X, перемещени по оси У не вли ют на величину токаWhen Converting the shadow mask 2's movements along the X axis, moving along the Y axis does not affect the amount of current

5 в измерительной диагонали мостовой схемы 4 измерени . При преобразовании перемещений по оси У, перемещени по оси X также не вли ют на величину тока в измерительной диагонали.5 in the measuring diagonal of the bridge circuit 4 measurements. When converting the displacements along the Y axis, the displacements along the X axis also do not affect the magnitude of the current in the measuring diagonal.

Claims

1. USSR author's certificate 665205, cl. G 01 B 11/00, 1979.

2. USSR author's certificate No. 532760, cl. G 01 D 5/32, 1976. (Prototype)

.i