SU1188535A1 - Оптико-электронное устройство дл измерени линейных и угловых перемещений - Google Patents

Оптико-электронное устройство дл измерени линейных и угловых перемещений Download PDF

Info

Publication number
SU1188535A1
SU1188535A1 SU833606613A SU3606613A SU1188535A1 SU 1188535 A1 SU1188535 A1 SU 1188535A1 SU 833606613 A SU833606613 A SU 833606613A SU 3606613 A SU3606613 A SU 3606613A SU 1188535 A1 SU1188535 A1 SU 1188535A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
unit
switch
discrete
Prior art date
Application number
SU833606613A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Николаевич Мотуз
Борис Викторович Никульшин
Виктор Валентинович Попов
Николай Иванович Сиваков
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 SU833606613A priority Critical patent/SU1188535A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1188535A1 publication Critical patent/SU1188535A1/ru

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее оптическую систему дл  формировани  интерференционных или муаровых полос, дискретный фотопреобразопатель, вьтолненный в виде линейки фотоприемников и оптически св занный с системой формировани  интерференционных или муаровых полос, последовательно соединенные блок формирователей, подключенный к дискретному фотопреобразователю , блок счета и блок индикации, блок формирователей состоит из усилительного узла, коммутатора и элемента И, соединенных последовательно генератора тактовых импульсов и узла управлени , выходы усилительного узла и основные выходы узла управлени  соединены с коммутатором, выход которого соединен с первым входом элемента И и вторым входом узла управлени , первый дополнительный выход которого соединен с вторым входом элемента И, а второй соединен с вторым входом блока счета, выход генератора тактовых импульсов. соединен с третьим входом элемента И, выход которого подключен к первому входу блока счета, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  угловых перемещений за счет измерени  угловых перемещений относительно двух взаимно перпендикул рных осей, устройство снабжено блоком дифференциальных усилителей, умножителем частоты и последовательно соединенными генератором пилообразного напр жени , схемой сравнени  и вторым элементом И, второй вход которого св зан с с S выходом умножител  частоты, коммутатор снабжен догголнительными входами (Л и вторым выходом, а узел управлени третьим входом и третьим дополнительньм выходом, второй вход схемы сравнени  св зан с вторым выходом коммутатора блока формирователей и третьим входом узла управлени  блока формирователей, третий вход второго 00 элемента И св зан с входом генера00 СП СО СП тора пилообразного Напр жени  и третьим дополнительным выходом узла управлени  блока формирователей, первый вход которого св зан с входом умножител  частоты, дискретный фотопреобразователь снабжен второй линейкой фотоприемников, расположенной параллельно первой, выходы обеих лине ек дискретного фотопреобразовател  подключе.ны jc входам блока дифференциальных усилителей, выходы которого св заны с дополнительными входами коммутатора блока формирователей, блок счета снабжен третьим входом, подключенным к выходу второго элемента И.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных и угло вых перемещений контролируемых объек тов, в частности дл  измерени  угловых колебаний, например, при виброиспытани х изделий. Цель изобретени  - повьшение точности измерени  угловых перемещений за счет измерени  угловых перемещений относительно двух взаимно перпен дикул рных осей; На чертеже изображена блок-схема устройства. Устройство состоит из оптической системы 1 дл  формировани  интерференционных или муаровых полос, соеди ненных последовательно дискретного фртопреобразовател  2, оптически св занного с системой 1, блока 3 фор мирователей, блока 4 счета и блока 5 индикации. Блок 3 формирователей выполнен в виде усилительного узла 6, KoMMyTatopa 7, элемента И 8 и соединенных последовательно генератора 9 тактовых импульсов и узла. 10 управ лени , причем выходы усилительного узла 6 и основные выходы узла 10 управлени  соединены с коммутатором 7,выход которого соединен с первым входом элемента И 8 и вторым входом узла 1.0 управлени . Первый дополнительный выход узла 10 управлени  соединен с вторым входом элемента И 8,а второй соединен с первым входом блока 4 счета. Выход генератора 9 тактовых импульсов соединен с третьи входом элемента И В, выход которого подключен к второму входу блока 4 счета. Устройство содержит также блок 11 дифференциальных усилителей, умножитель 12 частоты и последовател но соединенные генератор 13 пилообразного напр жени , схему 14 сравнени  и второй элемент И 15, второй вход которой св зан с выходом умножи тел  12 частоты, а выход подключен к третьему входу блока 4 счета. Второй вход схемы 14 сравнени  св зан с вторым выходом коммутатора 7 и тре тьим входом узла 10 управлени . Третий вход элемента И 15 св зан с входом генератора 13 пилообразног напр жени  и третьим дополнительньм вы ходом узла 10 управлени . Первый вход узла 10 управлени  св зан с вхо дом умножител  12 частоты и третьим входом элемента И 8. Дискретный фото преобразователь 2 служит дл  преоб352 разовани  оптического сигнала в электрический и содержит систему параллельных электрически изолированных фотоприемников, выполненн в виде двух линеек 16 и 17, причем ширина одного светочувствительного сло  фотоприемника выбрана меньше ширины интерференционной или муаровой полосы при максимальной частоте их следовани , а максимальный угол наклона границы раздела интерференционных полос не должен превьш1ать линейных размеров одного фотоприемника линейки, В качестве дискретного фотопреобразовател  2 можно применить фотоматрицу и использовать 2 столбца (линейки фотоприемников). Выходы линеек 16 и 17 подключены к входам блока 11 дифференциальных усилителей, выходы которого св заны с дополнительньми входами коммутатора 7, причем два входа каждого диффе ренциального усилител  блока 11 раздельно подключены к фотоприемникам линеек 16 и 17, расположенным на одном уровне. Число дифференциальных усилителей 11 соответствует количеству фотоприемников в каждой из линеек 16 и 17 дискретного фотопреобразовател  2. Выходы линейки 17 фотоприемников подключены также к соответствущим входам усилительного узла 6. Устройство работает следующим образом . При йаличии угловых смещений объекта относительно горизонтальной оси происходит расхождение опорного и сигнального пучков на выходе оптической системы 1 формировани  интерференционных или i муаровых полос на угол, равный углу поворота объекта. Расхождение пучков приводит к изменению ширины интерференционных или муаровых полос на величину равную , Д где b - ширина одной интерференционной или муаровой полосы; - длина волны источника монохроматического излучени ; i - угол между опорным и сигнальным пучком. Фиксиру  значение ширины интерференционных или муаровых полос, попадающих на дискретный фотопреобразователь 2, можно однозначно определить угловые колебани  объекта. Необходимо наложить следующие ограничени . Угловые колебани  исследуемого объекта лежат в пределах arctgT О е if -2---, где е - угол отклонени  поверхности контролируемого объекта относительно горизонтальной ос в вертикальной плоскости, но мальной к падающему на нее пучку; R - радиус окружности, создаваемой пучком с выхода монокро магического излучател ; d - рассто ние от контролируемого объекта до плоскости, на которой сход тс  опорный и сигнальный пучок. В исходном состо нии, когда плоскость контролируемого объекта нормал на к падающему на нее пучку с выхода монохроматического излучател , выдел ют из интерференционной картины две полосы (с максимальной и минимал ной освещенностью), которые проектируют на приемную часть дискретного фотопреобразовател  2, ширина которо го равна ширине вьщелени  ьолос. При нормальных смещени х объекта происходит перемещение границы разде ла двух интерференционных полос по светочувствительной поверхности дискретного фотопреобразовател  2, при этом ширина интерференционных полос остаетс  неизменной. В случае если контролируемый объект имеет уг ,ловые колебани  своей поверхности, то измен етс  пространственна  частота следовани  интерференционных полос, т.е. измен етс  их ширина. С выхода дискретного фотопреобразовател  2 снимаютс  электрические сигналы, которые подаютс  на вход усилительного узла 6, с выхода которого снимаетс  или О или 1 в зависимости от того, кака  полоса в данный момент находитс  на светочувствительной поверхности фотоприемника дискретного фотопреобразовател  2 Усилительный узел 6 при этом может состо ть, например, из усилителей аналоговых сигналов и компараторов с заданным порогом срабатывани . Генератор 9 тактовых импульсов форми|рует на выходе последовательность пр моугольных импульсов, которые по5354 очередно через узел 10 управлени  и коммутатор 7 опрашивают состо ние фотоприемников дискретного фотопреобразовател  2. На выходе коммутатора 7 формируетс  последовательность импульсов, ширина которых определ ет ширину интерференционных или муаровых полос, проектируемых на дискретный фотопреобразователь 2. Импульсы с выхода коммутатора 7 поступают на первый вход элемента И 8, и в момент перехода их из состо ни  О в состо ние 1 идет разрешение по первому входу элемента И 8, что дает возможность прохода импульсов с генератора 9 тактовых импульсов через элемент И 8 на вход блока 4 счета. В момент, когда импульс с выхода коммутатора 7 переходит из состо ни  1 в состо ние О, через узел 1C управлени  формируетс  импульс запрета, кото-рый подаетс  на второй вход элемента И 8, и тем самым, блокирует прохождение импульсов с выхода генератора 9 тактовых импульсов на вход блока 4 счета, на врем , пока не закончитс  опрос всех фотоприемников дискретного фотопреобразовател  2 -в данном периоде опроса. По окончанию каждого цикла опроса с второго дополнительного выхода узла 1 О управлени  формируетс  короткий импульс, который поступает на блок 4 счета, и информаци  с блока 4 счета заноситс  в блок 5 индикации. Узел 10 управлени  формирует на первом дополнительном выходе также в конце каждого цикла опроса импульс разрешени , идущий на второй вход элемента И 8. Частота импульсов с выхода генератора 9 тактовых импульсов выбираетс  не меньше удвоенной максимальной частоты следовани  интерференционных или муаровых полос, а ширина одного светочувствительного сло  фотоприемника дискретного фотопреобразовател  2 должна быть не больше самой узкой интерференционной или муаровой полосы, получаемой при угловых колебани х объекта. При этом величина угла, нл который смещаетс  объект относительно своей, например, горизонтальной оси (плоскости), может быть определена из выражени  arcsinj-yg где 9 - угол, на который сместилс  объект; - длина волны источника монохроматического илучени ; Т - период следовани  импульсов с выхода гененатора тактовых импульсов; К - число импульсов, зарегистрированных блоком индикации. При колебани х относительно, например , горизонтальной оси (в вертикальной плоскости) наклон интерферен ционных полос на обеих линейках 16 и 17 фотоприемников дискретного фото преобразовател  2 одинаков, а при вырезании из всей интерференционной картины незначительного участка, размер которого определ ет рассто ние между линейками 16 и 17 фотоприемников и на котором кривизной интер ференционных колец можно пренебречь, линии на обеих линейках 16 и 17 равны . Сигнал на выходе блока 11 дифференциальных усилителей отсутствует. В этом случае с выхода схемы 14 сравнени  на первый вход схемы И 15 подаетс  сигнал разрешени  (логическа  1) . При отсутствии сигнала на выходах блока 11 дифференциальных усилителей с третьего дополнительного выхода узла 10 управлени  сигнал запрета подаетс  на вход генератора 13 пилообразного напр жени  и третий вход И 15. В этом случае импульсы с выхода генератора 9 тактовьк импул сов и умножител  12 частоты не прохо д т через схему И 15 на вход блока 4 счета, и показани  блока 4 счета угловых смещений относительно вертикальной оси отсутствуют. При колебани х относительно вертикальной оси из-за изменени  наклона границ раздела интерференционных или муаровых полос на выходе, блока 11 дифференциальных усилителей по вл етс  сигнал рассогласовани , величина которого пропорциональна измене нию наклона границ раздела интерференционных или муаровых полос. При по влении сигнала рассогласовани  на выходе блока 11 с второго дополнительного выхода блока 10 управлени  на первый вход блока 4 счета поступает информаци  о знаке сигнала рассогласовани , по которому суд т о направлении угловых перемещений относительно вертикальной оси Сигнал рассогласовани  с выхода блока 11 дифференциальных усилителей поступает на дополнительные входы коммутатора 7, который по управл ющим импульсам с вьпсода узла Ю управлени  поочередно подключает выходы блока 11 дифференциальных усилителей к второму входу схемы 14 сравнени  и третьему входу узла 10 управлени , который по этому сигналу снимает сигнал запрета на своем третьем дополнительном выходе, обеспечив запуск генератора 13 пилообразного напр жени , и снийаёт сигнал запрета по третьему входу схемы И 15 на врем  опроса одного фотоприемника. Импульсы с выхода умножител  12 частоты через схему И 15 поступают на вход блока 4 счета. При по влении сигнала рассогласовани  схема 14 сравнивает уровень сигнала, подаваемого с второго выхода коммутатора 7, с уровнем напр жени  на выходе генератора 13 пилообразного напр жени . При совпадении уровней схема 14 сравнени  формирует на выходе импульс, который поступает на первый вход схемы И 15 и блокирует прохождение импульсов с умножител  12 частоты на вход блока 4 счета. Скорость нарастани  напр жени  на выходе генератора 13 должна быть достаточной дл  того, чтобы зафиксировать величину напр жени , снимаемого с выхода блока 11 дифференциальных усилителей за врем  опроса одного фотоприемника. При опросе последующих фотоприемников после по влени  первого сигналарассогласовани  на третьем дополни- . тельном выходе блока 10 управлени  формируетс  сигнал запрета, который подаетс  на третий вход схемы И 15 и вход генератора 13, блокиру  их до конца цикла. Таким образом, чем больше сигнал рассогласовани  на выходе блока 11 дифференциальных усилителей, тем большее количество импульсов пройдет на блок 4 счета, т.е. число импульсов на выходе схемы И 15 определ ет величину углового перемещени  относительно вертикальной оси. Исход  из разрешающей способности устройства, выбираетс  частота следовани  коротких импульсов на выходе умножител  12 частоты. Чем выше должна быть разрешающа  способ7 ность устройства, т.е. чем меньше угловые перемещени  измер ют, тем вьппе должна выбиратьс  частота еледован |  импульсов на выходе умножит л  12 частоты. Величину угловых перемещений относительно вертикальной оси можно о ределить из соотношени  где бу - величина углового перемеще ни  контролируемого объект относительно вертикальной оси; 35 Т - период следовани  импульсов на выходе умножител  12 частоты; число импульсов на выход схемы И 15; рассто ние от контролируемого объекта до плоскости фотоприемников;,- длина волны источника излучени . Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет измерить угловые перемещени  относительно двух взаимно перпендикул рных осей и тем самым повысить точность измерени  угловых перемещений.

Claims (1)

  1. ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее оптическую систему для формирования интерференционных или муаровых полос, дискретный фотопреобразователь, выполненный в виде линейки фотоприемников и оптически связанный с системой формирования интерференционных или муаровых полос, последовательно соединенные блок формирователей, подключенный к дискретному фотопреобразователю, блок счета и блок индикации, блок формирователей состоит из усилительного узла, коммутатора и элемента И, соединенных последовательно генератора тактовых импульсов и узла управления, выходы усилительного узла и основные выходы узла управления соединены с коммутатором, выход которого соединен с первым входом элемента И и вторым входом узла управления, первый дополнительный выход которого соединен с вторым входом элемента И, а второй соединен с вторым входом блока счета, выход генератора тактовых импульсов.
    соединен с третьим входом элемента И, выход которого подключен к первому входу блока счета, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения угловых перемещений за счет измерения угловых перемещений относительно двух взаимно перпендикулярных осей, устройство снабжено блоком дифференциальных усилителей, умножителем частоты и последовательно соединенными генератором пилообразного напряжения, схемой сравнения и вторым элементом И, второй вход которого связан с выходом умножителя частоты, коммута- S тор снабжен дополнительными входами и вторым выходом, а узел управлениятретьим входом и третьим дополнительным выходом, второй вход схемы сравнения связан с вторым выходом коммутатора блока формирователей и третьим входом узла управления блока формирователей, третий вход второго элемента И связан с входом генератора пилообразного напряжения и третьим дополнительным выходом узла управления блока формирователей, первый вход которого связан с входом умножителя частоты, дискретный фотопреобразователь снабжен второй линейкой фотоприемников, расположенной параллельно первой, выходы обеих линеек дискретного фотопреобразователя подключены к входам блока дифференциальных усилителей, выходы которого связаны с дополнительными входами коммутатора блока формирователей, блок счета снабжен третьим входом, подключенным к выходу второго элемента И.
    to изображена блок-схема состоит из оптической формирования интерфесоеди15
SU833606613A 1983-06-16 1983-06-16 Оптико-электронное устройство дл измерени линейных и угловых перемещений SU1188535A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833606613A SU1188535A1 (ru) 1983-06-16 1983-06-16 Оптико-электронное устройство дл измерени линейных и угловых перемещений

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833606613A SU1188535A1 (ru) 1983-06-16 1983-06-16 Оптико-электронное устройство дл измерени линейных и угловых перемещений

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1188535A1 true SU1188535A1 (ru) 1985-10-30

Family

ID=21068895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833606613A SU1188535A1 (ru) 1983-06-16 1983-06-16 Оптико-электронное устройство дл измерени линейных и угловых перемещений

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1188535A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1035419, кл. G 01 В 21/00, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5214280A (en) Photoelectric position detector with offset phase grating scales
JPS6333604A (ja) 相対変位測定装置
US4049965A (en) Measurement apparatus
JPH048724B2 (ru)
US4231662A (en) Phase shift correction for displacement measuring systems using quadrature
SU1188535A1 (ru) Оптико-электронное устройство дл измерени линейных и угловых перемещений
JPS5828615A (ja) 移動量測定装置
SU1035419A1 (ru) Оптико-электронное устройство дл измерени линейных перемещений
US5471302A (en) Interferometric probe for distance measurement utilizing a diffraction reflecting element as a reference surface
SU1173177A1 (ru) Устройство дл измерени перемещени объектов и показателей преломлени прозрачных сред
SU877325A1 (ru) Интерференционный измеритель перемещений
SU1693380A1 (ru) Фотоэлектрический преобразователь перемещени
SU1479829A1 (ru) Оптико-электронное устройство дл измерени линейных перемещений
SU968615A2 (ru) Интерференционный измеритель перемещений
SU1362925A1 (ru) Фотоэлектрический преобразователь
SU1441190A1 (ru) Интерференционное устройство дл измерени малых перемещений
RU17219U1 (ru) Акустооптическое устройство для измерения перемещений
SU1054680A1 (ru) Способ измерени линейных размеров непрозрачных объектов
SU1490483A1 (ru) Измеритель перемещений
SU1437999A1 (ru) Фотоэлектрический преобразователь перемещени в код
SU1265476A1 (ru) Оптико-электронное устройство дл измерени линейных и угловых перемещений
SU1004752A1 (ru) Фотоэлектрический измеритель перемещений вращающихс деталей
SU513245A1 (ru) Устройство дл автоматического измерени отклонений от пр молинейности поверхности
SU756194A1 (ru) Устройство для измерения параметров движения . объекта
SU1651167A1 (ru) Фотоэлектрический преобразователь перемещени