Недостатки ЦИУ линейных перемещений контактного типа

1. Возможность резкого скачка кода, при замыкании, контакта УС на две ламели. Устраняется путем вычитания предыдущего значения из последующего и сравнения результата со значением кванта. Если результат вычитания больше кванта, то за истинное значение принимается результат предыдущего считывания.

2. Возможность подгорания или контакта УС. Устраняется периодической чисткой контакта.

3. Поскольку для обеспечения надежного контакта соединение УС и объекта подпружинивается, то возможно ослабевание пружины за счет старения и потери упругости.

6.1.2. ЦИУ линейных перемещений
с оптическим преобразователем

Эти ЦИУ относятся к ЦИУ бесконтактного типа. Они отличаются от рассмотренных выше ЦИУ линейных перемещений контактного типа принципом построения кодирующего устройства. В этих ЦИУ КУ представляет собой совокупность источника света (чаще всего инфракрасного излучения), фокусирующих линз и преобразователя кода, входными элементами которого являются, например, фотодиоды.

Вариант схемной реализации оптического кодирующего устройства приведен на рис. 6.5.

Работа схемы осуществляется следующим образом. При нулевом перемещении свет на линзы 1 – 7 не попадает. Все фотодиоды закрыты, через них протекает темновой ток, значение которого имеет порядок 10^-5 – 10^-11 А. Резисторы R1 – R3 должны быть такого номинала, чтобы падение напряжения на них при максимальном темновом токе через каждую вертикальную линейку фотодиода не превышало нескольких мВ.

Рис. 6.5. Функциональная схема оптического кодирующего устройства

В этом случае можно считать, что U_ЗИ @ 0 В для каждого транзистора и выходной код N_lx = 0. При перемещении детали на расстояние lx свет от источника HL попадает на соответствующую фокусирующую линзу. Линза выполнена так, чтобы сконцентрировать световой поток строго на соответствующую горизонтальную "линейку" фотодиодов. При этом откроются соответствующие фотодиоды, и через них будет протекать фототок:

,

где S_Ф – интегральная светочувствительность фотодиода; Ф – световой поток.

В результате этого между затвором и истоком соответствующих транзисторов возникает разность потенциалов; транзисторы откроются, и на истоках этих транзисторов появится напряжение, практически равное напряжению питания.

Резисторы R4 – R6 задают нулевое напряжение на выходах закрытых транзисторов.