SU1055966A1 - Оптико-электронное устройство дл измерени линейных перемещений объектов - Google Patents

Оптико-электронное устройство дл измерени линейных перемещений объектов Download PDF

Info

Publication number
SU1055966A1
SU1055966A1 SU823406956A SU3406956A SU1055966A1 SU 1055966 A1 SU1055966 A1 SU 1055966A1 SU 823406956 A SU823406956 A SU 823406956A SU 3406956 A SU3406956 A SU 3406956A SU 1055966 A1 SU1055966 A1 SU 1055966A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
unit
photodetectors
block
inputs
outputs
Prior art date
Application number
SU823406956A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Николаевич Мотуз
Виктор Валентинович Попов
Original Assignee
Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Минского Радиотехнического Института
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Минского Радиотехнического Института filed Critical Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Минского Радиотехнического Института
Priority to SU823406956A priority Critical patent/SU1055966A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1055966A1 publication Critical patent/SU1055966A1/ru

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ. ИЗМЕРЕНИЯ JUfflEffflHX ПЕРЕМЕЩЕШЙ ОБЪЕКТОВ, содержащее систему формировани  интерференционных или муа-i ровых полос, линейку фотоприемников, установленную на выходе системы, соединенные последовательно блок формирователей , подключенный к линейке фотоприемников, блок пространственной селекции фотоприемников с  нализатором и сумматором, и блок иыдикации , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений , блок формирователей выполнен с дополнительными управл кнцими входами и дополнительными информационными выходами, а анализатор блока пространственной селекции фотоприемников выполнен в виде соединенных последовательно схемы сравнени , компаратора , узла управлени  и коммутатора, выходы схемы сравнени  соединены с информационными входами коммутатора, входы  вл ютс  входами блока пространственной селекции фотоприемников, соединенными с дополнительными инфррмационными выходами блока формирова (Л телей, выходы коммутатора  вл ютс  выходами блока пространственной селекции фотоприемников и соединены с дополнительными управл ющими входами блока формирователей.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в различнь1х отрасл х промьшленности дл  автоматического измерени  линейных перемещений объектов,на пример, при виброиспытани х. Наиболее близким к изобретению  в л етс  оптико-электронное устройство дл  измерени  линей)1ых перемещений объектов,, содержащее систему формаровани  интерференционных или муаровых полос, линейку фотоприемников, установленную на выходе системы, сое диненные последовательно блок формирователей , подключенные к линейке фо топриёмников, блок пространственной селекции фотоприемников с анализатором и сумматором и блок индикации Cl Устройство содержит также коммутатор в блокепространственной се . лекции фотоприемников, в котором вхо ды сумматора подключены к выходам коммутатора и к входу опорного напр жени  анализатора, выход сумматора соединен с входом блока индикации и с входом анализатора, выходы.которого св заны с управл ющими входа-ми коммутатора, информационные входы которого подключены к выходам блока формирователей. Анализатор состоит из соединенных последовательно реверсивного счетчика, дешифратора , коммутатора нижнего уровн , выходом соединенного с первым входом реверсивного счетчика, ко второму входу которого подключен компаратор верх него уровн , входом соединенного с диффере1щирующим усилителем, источник опорного напр жени  подключен ко входу коммутатора, второй выход которого ,а также выходы дещифратора  в л ютс  выходами анализатора. Блок формирователей содержит нелинейные усилители, входы которых  вл ютс  входами блока формирователей, а выходы - выходами этого блока . Недостатком известного устройства  вл етс  С1ижение точности измерени  перемещений в моменты перехода работы с одного фотоприемника на другой . Это вызвано ключевым режимом работы коммутатора, подключающего поо чередно ко входам сумматора тот или иной фотоприемник. Если колебани  границы раздела интерференционной или муаровой полосы контролируемого объекта происход т относительно стыка двух фотоприемников, то па выходе сигнал искажаетс , так как в момент перехода работы на соседний фотоприемник предыдущий отключаетс , что приводит в этот момент к потере информации о перемещени х контролируемого объекта. Кроме того, устройство реагирует на и:)менение величины опорного напр жени  при действии дестабилизирующих факторов. Це/1ью изобретени   вл етс  повышение точности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в оптико-электронном устройстве дл  измерени  линейных перемещений объектов, содержащем систему формировани  интерференционных или муаровых полос, линейку фотоприемников, установленную на выходе системы, соедиHeHiibie последовательно блок формирователей , подключенный к линейке фотоприем1шков , блок : пространственной селекции фотоприемников с анализатором и сумматором, и блок индикации , блок формирователей выполнен с дополнительными управл ющими входами и дополнительньа и информационными выходами,а анализатор блока пространственной селекции фотоприемникрв выполнен в виде сое- . диненных последовательно схемл сравнени , компаратора,.узла управлени  и коммутатора, выходы схемы сравнени  соединены с информационными входами коммутатора, входы  вл ютс  входами блока пространственной селекции фотоприемников, соединенными с дополнительными информационными выходами блока формирователей, выходы коммутатора  вл ютс  выходами блока пространственной селекции фотоприемников и соединены с дополнительнь ш управл нлцими входами блока формирователей . На чертеже представлена блок-схема устройства. Оптико-электронное устройство дп  измере1ш  линейных перемещений объектов содержит систему 1 формировани  интерференционных или муаровых полос, например, двухлучевой интерферометр ,, подвижное зеркало которого св зываетс  с объектом, линейку 2 фотоприемников, соединенные последовательно блок 3 формирователей и блок А пространственной селекции фотоприем1шков, состо щий из сумматора 5 и анализатора 6, содержащего схему 7 сравнени , коммутатор 8, компаратор 9 и узел 10 управлени , и блок 11 индикации. Блок. 3 формирователей содерхонт узел 12 усилителейпосто нного тока , узел 13 дифференциальных усилителей , регулирующие элементы 14 и схему 15 управлени - . Схема 7 сравне1ш  содержит узел 16 вьщелени  средней составл ющей ин формационных сигналов, узел 17 дшфференциальных усилителей и инвертирующий узел 18, Устройство: работает следующим образом . При виброперемещени х объекта система 1 формирует перемещающиес  .иитерфер енциоимые или муаровые полосы , изображе{ше которых фиксируетс  линейкой 2 фотоприемников. -Рассто нце между крайними фотоприемниками линейки 2 равно периоду интерфе ренционной или муаровой полосы. Информационные сигналы, снимаемые фотоприемников линейки 2, измен  ютс  по синусоидальному закону,фаза которых св зана с положением фото приет ника. Сигналы с фотоприемников поступают в блок 3 формирователей и в анализатор 6. В блоке 3 формирователей сигналы усиливаютс  узлом 12 усилителей и через регулирующие элементы 14 подаютс  на входы сумма тора 5, коэффИ1щент передачи которого может иэмен тьс  в зависимости от величины сигналов, поступающих на управл юоще входы регулирующих элементов 14. Анализатор 6 проводит ана лиз сигналов с линейки 2 фотоприемг НИКОВ и.вырабатывает управл ющие напр да ени  дл  регулирующих элементов 14, сопротивление которых, измен  сь , приводит к изменению коэффициента передачи сумматора 5 таким образом, что компенсирует нелинейные и выравнивает линейные участки перед точной характеристики, св зывакицей величину линейного перемещени  интер ференционной или муаровой полосу с величиной светового потока,падающего на фотоприемник линейки 2. Далее информационные сигналы поступают на входы сумматора 5, выходной сигнал с которого поступает в блок 11 индикации. При возвратно-поступательном пере мещении интерференционной или муаров полосы по поверхности фотоприемников линейки 2 на выходах фотоприемников формируютс  синусоидальные сигналы нелинейные участки которых компенсируютс  , а линейные вьфавниваютс  из мененнем коэффициента передачи сумматора 6, на выходе которого формируетс  линейно измен ющийс  сигнал,амплитуда которого пропорциональна переме щению полосы. Дл  линеаризации передаточной харгистеристики , св зьгаакнцей величину линейного перемещени  интерференционной шш муаровой полосы с величиной светового потока, падающего на фотоприемник линейки 2,Достаточно трех фотоприемников, причем фотоприемники смещены друг относительно дру на четверть периода интерференционных или муаровых полос f а . рассто ние от начала первого и до конца третьего фотоприемника равно периоду следовани  интерференционной или муаровой полосы Л . Информационные сигналы, снимаемые с выходов этих фотоприемников, при движении интенференционных или муаровых полос сверху вниз, будут измен тьс  по синусоидальному закону н сдвинуты друг относительно друга по фазе на 90°, наиболее линейные участ ки информационных сигналов, снимаемых с выходов фотоприемников, наход тс  вблизи их среднего значени  величину.которрго мо ою определить из выражени  среднее значение тока информационного сигнала; максимальное значенне тока информационного сигнала; минимальное значение тока информационного сигнала. Суммиру  с коэффициентом деле1а1Я на два величину (значение) токов напр жений ) информационных сигналов, снимаемы с с выхрдов тех фотозгриемников, котррые наход тс  по разные стороны относительно границы интерференционных или муаровых полос, (например , первый и третий фотоприемник), . можно определить величину среднего значени  сигнала. Эта величина зависит от интенсивности получаемых интерференционных или муаровых полос , а также от р да дестабилизурующих факторов, действующих на устройство, например, изменение температуры окружающей среды, что при- . водит к сдвигу посто нной составл ющей на выходе узла 12 усилителей посто нного тока. Подава  на один вход усилител  узла 17 дифференциал ных усилителей значение информацион ного сигнала, снимаемого с выхода усилител  узла 12 усилителей, подключенного к фотоприемнику, а на его другой вход - величину средней составл ющейсигнала, можно скомпенсировать дрейф нул  на выходе усилител  узла 17 дифференциальных усилителей. С выхода схемы 7 сравнени  снима ютс  сигналы, переменна  составл юща  которых измен етс  относительно нул  дифференциальных усилителей уз ла 17,. Компаратор 9 вырабатывает им пульсы управлени  в момент, когда сигнал равен кулю. Узел 0 управлени  содержит схему управлени  комму татором 8 и триггер знака (не показаны ), который определ ет направление движени  интерференционных или муаровых полос. РассмЬтрим работу схемы на участ ке, равном полупериоду следовани  и терференционных или муаровых полос i- , .; Пусть в исходном состо нии грани ца раздела следовани интерференционных или муаровых полос находитс  на сер едине светочувствительного сло  второго фотовриемника линейки 2i В .момент tg разность между средним значением сигнала и величиной сигнала, снимаемого с выхода второго фотоприемника,равна нулю, при этом коэффициент передачи сумматора 5 дл  сигнала, снимаемого с выхода второго фотоприемника максимален (к, при сопротивлении регулирующего эламента 14 ), в дл  сигналов, 14 R. снимаемых с остальных фотоприемников - минимален при . Сигнал, снимаемый с выхода сумматора 5 будет находитьс  на линейном участке передаточной характеристики второго фотоприемника. Если интер ференционные или муаровые полосы перемещаютс  сверху вниз то сигнал с выхода втррого фотоприемника начинает убывать по своей величине, при этом триггер знака в узле ГО управле ни  измен ет свое состо ние и приводит к замыканию соответствующих клю чей в коммутаторе 8, что, в свою очередь, ведет к рабочей точки дифференциального усилител  УЗла 13 в блоке 3 формирователей, подключенного через анализатор 6 и усилитель узла 12 к выходу третьего фотоприемника на величину (- Зср) Если сигнал с выхода второго фотоприемника увеличиваетс , то триггер знака в блоке 10 управлени  измен ет свое состо ние на противоположное , что ведет к смещению рабочей точйи дифференциального усилител  узла 13, подключенного через анализа .тор 6 и усилитель узла 12 к выходу первого фотоприемника на величину ( +5сЭЬ . Информационные бигналы с выходов дифференциальных усилителей узла 13, подключенных ко входам BTois oro и третьего фотоприемников, с блока 3 формирователей подаютс  на входы узла 17 диффереш(иальных усилителей в схеме 7 сравнени , с выхода которого снимаетс  сигнал, соответствующий их разнице. Величина этого сигнала через соответствующие ключи в коммутаторе 8 подаетс  через схему 15 управлени  на управл ющие входы регулирук цих элементов 14 в блоке 3 формирователей, что ведет к изменению их сопротивлений. При этом коэффициент передачи сумматора 5 дл  сигнала , снимаемого с выхода второго фотоприемника, начинает уменьшатьс  пр мо пропорционально изменению управл ющего напр жени , а коэф  щиент пере,цачи сумматора 5 дл  сигнала, снимаемого с выхода третьего фотоприемника , начинает увеличиватьс  навели шну , обратную изменению коэффициента передачи дл  сигнала, снимаемого с выхода второго фотоприемника.« В момент t. .когда разница между сигналом, с шмаемым с выхода второго и первого фотоприемника, равна нулю г. (при этом коэффициент передачи сумматора 5 дл  обоих сигналов одинаков ), происходит срабатывание соответствующего компаратора 9, что ведет к .инверсии через соответствующие ключи в коммутаторе 8 ) знака управл ющего Iнапр жени  J, поступаницего на управл ЮЕще входы регулируюпщх элементов 14, подключенных к выходам дифференциаль . усилите-лей узла 13 сигналов второго и третьего фотоприемников. При этом коэффициент передачи сумматора 5 дл  сигнала, снимаемого с выхода второго фотоприемника,; продолжает уменьшатьс  под действием управл ю- ; .щег.о напр жени jV а коэффициент передачи дл  сигнала с выхода третьего фотоприемника - увеличиватьс . в. момент t управл кщее напр - : жемие равно нулю и в этот момент коэф4 нщент передачи сумматора 5 дл  сигнала с выхода третьего фотоприемни ка максимален, А дл  сигнала с выхода второго фотоприемника минимален. В момент t когда разность между информационными сигналам, снимае1 в 1ми с выходе первого и третьего фотопри ника ,.-равно нулю, один из компараторов9 мен ет свое состо ние, что приводит к замыканию соответствующего ключа в коммутаторе 8, а это.в свою очередь ведет к смещению рабочей точки дифференциального усилител узла 13, в блоке 3 формирователей, с выхода которого снимаетс  сигнал, инверсный сигналу с выхода второго фотоприемника на величину (-23) Информационные сигналы с выходов дифференциального усилител  узла 13 , подключенного чё рез . анализатор 6 и усилитель уз ла 12 ко входу третьего фотопрнем1шка , и с инверсного выхода усилител  узла 12, подкгаоченного ко входу второго фЬтоприе «ниКа, подаютс  с бл ка 3 фор в1рователей на входы усилител  узла 17 дифференциальных усилителей в схеме 7 сравнет1 . Сигнал, соответствующий их разнице, через соответствующие ключи в коммутаторе 8 и схему 15 управлени  подаетс  на ; управл арв91е входа регулирующих элементов 14 в блоке 3 формирователей, что ведет к изменению коэф4 1циента 10 68 передачи сигналов. При этом коэффициент передачи сумматора 5 дл  сигнала , снимаемого с выхода третьего фотоприемника, начинает уменьшатьс , а дл  сигнала с инверсного выхода днфферешщального усшгател  узла 13, подключенного;.через анализатор 6 и усилитель узла 13 к второму фотоприемнику , начинает увеличиватьс  . При изменении направлени  перемещени  интерференционной или муаровой полосы сигнал с выхода сумматора 5 йачннает возрастать и процесс перехода работы с одного фотопрнемника на ругой будет обратный описанному, а на выходе сумматора 5 формнруетс  инейно возрастающий сигнал. Таким образом, за счет предлагаемой схемы блока формирователей, прн . движении интерференционной или муаровой, полосы вдоль .фотопри ников к сумматору подвод тс  сигналы со всех фотоприемников, причем их начальные участки сравниваютс  путем смещени  рабочей точки уси-. лителей в блоке формирователей, а ли нейные участки выравниваютс  за счет измененн  коэффициента пер.едачи сумг матора. Это позвол етплавно убирать сигнал с одного фотопрйо ника и усиливать с другого фотоприемника,. что дает возможность избавнльс  от искажений сигналов. . Точность измерени  при этом повышаетс  на 20%.

Claims (1)

  1. ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ. ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТОВ, содержащее систему формирования интерференционных или муа-ι ровых полос, линейку фотоприемников, установленную на выходе системы, соединенные последовательно блок формирователей, подключенный к линейке 'фотоприемников, блок пространственной селекции фотоприемников с анализатором и сумматором, и блок индика- ’ ции, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, блок формирователей выполнен с дополнительными управляющими входа·· ми и дополнительными информационными выходами, а анализатор блока пространственной селекции фотоприемников выполнен в виде соединенных последовательно схемы сравнения, компаратора, узла управления и коммутатора, выходы схемы сравнения соединены с информационными входами коммутатора, входы являются входами блока пространственной селекции фотоприемников, соединенными с дополнительными информационными выходами блока формирователей, выходы коммутатора являются выходами блока пространственной селекции фотоприемников и соединены с дополнительными управляющими входами блока формирователей.
    J 055966
SU823406956A 1982-02-05 1982-02-05 Оптико-электронное устройство дл измерени линейных перемещений объектов SU1055966A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823406956A SU1055966A1 (ru) 1982-02-05 1982-02-05 Оптико-электронное устройство дл измерени линейных перемещений объектов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823406956A SU1055966A1 (ru) 1982-02-05 1982-02-05 Оптико-электронное устройство дл измерени линейных перемещений объектов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1055966A1 true SU1055966A1 (ru) 1983-11-23

Family

ID=21001010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823406956A SU1055966A1 (ru) 1982-02-05 1982-02-05 Оптико-электронное устройство дл измерени линейных перемещений объектов

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1055966A1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS63135817A (ja) 変位測定用静電容量センサ
SU1055966A1 (ru) Оптико-электронное устройство дл измерени линейных перемещений объектов
JP3197979B2 (ja) 位相差距離検出装置および方法
US3944814A (en) Light detecting apparatus of improved resolution
US4644149A (en) Photoelectric transducer element
SU939937A1 (ru) Оптико-электронное устройство дл измерени линейных перемещений объектов
GB1510836A (en) Apparatus for testing the degree of correlation between two individual images
US4584471A (en) Active translation sensor
SU1280318A1 (ru) Оптико-электронное устройство дл измерени линейных перемещений
GB1472454A (en) Method for determining the position of a focussing plane
SU433522A1 (ru) ФОТОаЛЕКТРйЧЕСКШ ИМПУЛЬСНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИИ
SU1677641A1 (ru) Оптико-электронный коррел ционный измеритель линейной скорости транспортного средства
JP2933804B2 (ja) 光電スイッチ
SU1229574A1 (ru) Оптико-электронное устройство дл измерени линейных перемещений
SU1037070A1 (ru) Устройство дл измерени линейных перемещений объектов
SU1096497A1 (ru) Устройство дл измерени линейных перемещений
SU1174745A1 (ru) Устройство дл измерени линейных перемещений объектов
SU1111025A1 (ru) Способ измерени линейных размеров микрообъектов
SU1044967A1 (ru) Фотоэлектрический измерительный преобразователь перемещений
SU1208476A1 (ru) Способ измерени перемещений
SU1735711A1 (ru) Устройство дл измерени перемещени
SU1399645A1 (ru) Фотоэлектрический преобразователь перемещений
JPS5861436A (ja) 投影型mtf測定装置の受光素子
SU665205A1 (ru) Датчик линейных перемещений
SU894352A1 (ru) Устройство дл измерени линейных перемещений объектов