ТРИНАДЦАТАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ШАГ В БУДУЩЕЕ, МОСКВА» Датчик изменения движения с фотодиодом и его применение. Автор:Незаметдинов Эльдар Хадисович Москва, ГОУ СОШ 780, Научный руководитель:Бочкарев Олег Евгеньевич (д.т.н., проф., директор, научно- производственное предприятие «О Л Т А»)

Цели проекта и актуальность Цель Актуальность Методика исследования Разработка и создание схемы широкодиапазонного фотометрического устройства, обладающего свойствами адаптации за счет введения в нее АРУ. Практическая необходимость построения современных цифровых фотометрических устройств систем управления Новые возможности в современной элементной базе. Аналитическая методика Экспериментальная методика

Исследование: Классической схемы фотометрического устройства Неизбежно при фиксированном коэффициенте усиления рабочая точка попадает либо в область насыщения, либо в область малых сигналов. Возникает необходимость изменять коэффициент усиления усилителя так, чтобы рабочая точка была зафиксирована – например, посередине передаточной характеристики. Необходима автоматическая регулировка коэффициента усиления (АРУ)

Исследование: Наиболее распространенного варианта с преобразователем ток-напряжение (рис. 2) Проведенный анализ показал, что схема имеет чрезвычайно малый диапазон регулирования и способна обеспечивать работу при относительно невысоких значениях коэффициента усиления.

Исследование: Схемы Гутникова Проведенный анализ схемы Гутникова позволил установить ее передаточную характеристику – выражение 1. (1)

Исследование: Возможных схем включения потенциометра рис.8-13 Сравнительный анализ показал, что с точки зрения возможности снижения величины шагов квантования и исключения возможности шунтирования фотодиода наиболее эффективной является схема, изображенная на рис. 12

Исследование: Принципиальной схемы, реализующей следящую систему Проведенный анализ точностных возможностей схемы при учете шага квантования показал: Рассмотренная структура имеет существенный дефект: в зоне малых коэффициентов усиления (яркий фон) возникает существенная ошибка в установке требуемого коэффициента усиления из-за дискретности самого цифрового потенциометра.

Широкодиапазонное фотометрическое устройство, обладающее свойствами адаптации за счет введения в нее АРУ. Рис.18 Структура, приведенная на рис. 18, с точки зрения расширения диапазона АРУ, является более эффективной. Эту структуру я, как автор, защищаю.

Широкодиапазонное фотометрическое устройство, обладающее свойствами адаптации за счет введения в нее АРУ. Логическое управление потенциометрами идет согласно следующей таблице. Таким образом, всегда будет исключено движение с большими шагами квантования. Анализ показал, что преимуществом рассматриваемой схемы является расширенный диапазон (относительно предыдущей схемы в 5 раз) и незначительный по величине допуск на стабилизируемое напряжение.

Широкодиапазонное фотометрическое устройство, обладающее свойствами адаптации за счет введения в нее АРУ. На рис. 19 показана принципиальная схема, выполненная согласно предложенной структуре.

Широкодиапазонное фотометрическое устройство, обладающее свойствами адаптации за счет введения в нее АРУ. Рис.20 Размеры 28 х 28 мм.

Широкодиапазонное фотометрическое устройство, обладающее свойствами адаптации за счет введения в нее АРУ. На рис. 21 показан окончательный вариант размещения платы схемы в сборе с фотодатчиком в одном корпусе.

Выводы 1. Была разработана схема широкодиапазонного фотометрического устройства, обладающего свойствами адаптации за счет введения в нее АРУ. 2. Разработанное устройство, объединенное с фотодатчиком, представляет собой функционально законченный блок, имеющий самостоятельное техническое и коммерческое значение. Может найти применение в любых оптических системах автоматического контроля как датчик, самонастраивающийся на любую освещенность