Интеллектуальные двухкоординатные оптоэлектронные преобразователи угла наклона

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ДВУХКООРДИНАТНЫЕ

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ УГЛА НАКЛОНА
ОБЪЕКТОВ


¹О.С.Райимжанова ² Ш.У.Эргашев
¹Ферганский филиал Ташкентского университета информационных технологий имени Мухаммада аль Хорезми
²Ферганский филиал Ташкентского университета информационных технологий имени Мухаммада аль Хорезми
Двух координатные преобразователи угла наклона используются для контроля и управления различными машинами, транспортными средствами, строительными механизмами, а также для контроля и позиционирования солнечных концентраторов и фотоэлектрических преобразователей.
Известны двух координатные преобразователи угла наклона на основе различных принципов построения: электромагнитные; оптоэлектронные, резистивные, электропроводности [1-3] и другие. Среди вышеуказанных двухкоординатных преобразователей угла наклона наиболее перспективными являются оптоэлектронные, преобразователи с фоторезистивными или фотодиодными элементами, которые имеют ряд достоинств: высокую чувствительность и точность, быстродействие,
надёжность, взрывобезопасность, высокая защита от электромагнитных полей и другие.
На основе физической модели оптоэлектронного двух координатного преобразователя угла наклона, (рис. 1) можно проанализировать статическую характеристику отдельной однокоординатной части, например, по осям [-x, x], состоящие из источника излучении 1 с конусным полым световодом 2 и дугообразными фоторезистивными приемниками излучения 3 и 4 с сопротивлениями R_фр3 и R_фр4.
Учитывая, что диапазон углов наклона бывает небольшим для анализа выберем пределы угла наклона от 0 до 10 град. Начальной точкой угла наклона является центр прямоугольной системы координат 0 (φ = 0) (рис. 1 а, б). В исходном положении, когда φ = 0 световое пятно 7 от источника излучения 1 одинаково по половине освещает все фоторезисторы в пределах углов -10 град и 10 град (рис. 1 а, б) и центр светового пятна 7 совпадет с центром прямоугольной системы координат.
а) б)

Рис. 1.Физическая модель оптоэлектронного двух координатного преобразователя с четырьмя распределенными фоторезистивными приемниками излучения расположенных вдоль координат х₁ – х и у₁: 1 –

сосредоточенный ИИ; 2 – конусообразный полый световод; 3,4,5 и 6 –
распределенные дугообразные фоторезистивные приемники излучения; 7 –
световое пятно; 8 – корпус преобразователя; 0 – центр прямоугольных координат; 0₁ – точка подвеса конусообразного световода 2 с ИИ 1

На рис.2 приведен экран устройства контроля, в котором показаны исходное положение кругового световода пятна 1 и круговое световое пятно 2 при наклоне преобразователя на угол φ.

Рис. 2. Схема расположения светового пятна и его центра [А(х,у₁)] в

прямоугольной системе координат
Измеренные значения выходных напряжений – U _х и U _х отложены на оси [-х,х], а выходные значения напряжения – U _у и U _у отложены на оси

[-у,у].

Положение точки х₁ определяется из выражения

	(1)
Положение точки у1 равно
	(2)
Координату центра светового круга 2 по оси [0,х] находим из
выражения
0,x1=√R^2-[y1,Uy]^2	(3)
А координата центра светового круга 2 по оси [0,у] находим из
выражения
0,y1=√R^2-[x1,Ux]^2	(4)
При известных [0,х1] и [0,у1]
Модуль угла φ равен 0А
0A=√(0x1)^2+(0y1)^2	(5)
	(6)
и величина угла φ равна

На основании вышеизложенного можно построит блок-схему

алгоритма определения величины и направление угла наклона φ.

Литература:

1. 
   Аниксим Д.А. Высокоточные угловые измерения [Текст] / [Д.А. Аниксим и др.]. – М.: Маниностроение, 1987. – 480 с.
   

2. 
   Карпов Е.М. Измерительные преобразователи с двумя ситепенямисвободи [Текст] / Е.М. Карпов. – М.: Энергия, 1972. – 104 с.
   

3. 
   Кравцов Н.В. Позиционно – чувствительные датчики оптических следщих систем [Текст] / Н.В. Кравцов, Ю.В. Стрельников. – М.:
   

Наука, 1969. – 117 с.