SU1265476A1 - Оптико-электронное устройство дл измерени линейных и угловых перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных и угловых перемещений объектов, в частности дл  измерени  угловых колебаний при виброиспытани х. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и расширение динамического диапазона измерений угловых перемещений за счет повышени  уровн  сигнала и увеличени  объема информации. Устройство позвол ет за счет двух сумматоров, дифференциального усилител , двухполупериодного выпр мител  и определенных св зей их как между собой, так и с дискретным фотопреобразователем, а также дополнительных св зей устройства с узлом управлени , увеличить уровень информационного сигнала, так как сигнал снимаетс  не с одного фотоприемника линейки, а со всех сразу, что дает возможность расширить динамический диапазон,т.е. динамический диапазон в устройстве определ ете линейными размерами всей линейки фотоприемников , а не размерами одного фотоприемника . Св зь линеек фотоприемников с двум  сумматорами и св зи cyrtматоров с входами дифференциального усилител , позвол ют выдел ть с выходов сумматоров разностный информационньй сигнал высокого уровн , что . снижает чувствительность устройства к вйешним воздействи м. 1 з.п. .ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений контролируемых объектов, в частности для измерения угловых колебаний, например, при виброиспытаниях изделий.

Целью изобретения является повышех ние точности и расширение динамического диапазона измерений угловых перемещений за счет увеличения уровня информационного сигнала.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.. 2 графики сигналов на элементах схемы.

Оптико-электронное устройство для измерения линейных и угловых перемещений состоит из оптической системы 1 для формирования интерференционных или муаровых полос, соединенных последовательно дискретного фотопреобразователя 2, оптически связанного с системой 1, блока 3 формирователей, блока 4 счета и блока 5 индикации. Блок 3 формирователей выполнен в виде усилительного узла 6, коммутатора 7, элемента И;8 и соединен-’ пых последовательно генератора 9 тактовых импульсов и узла 10 управления, причем выходы усилительного узла 6 и основные выходы узла 10 управления соединены с коммутатором 7, выход которого соединен с первым входом элемента И 8 и вторым входом узла 10 управления. Первый дополнительный выход узла 10 управления соединен с вторым входом элемента И 8, а второйс вторым входом блока 4 счета. Выход генератора 9 тактовых импульсов соединен с третьим входом элемента И 8, выход которого подключен к первому входу блока 4 счета. Устройство содержит также первый сумматор 11, второй сумматор 12, дифференциальный усилитель 13, двухполупериодный выпрямитель 14, схему 15 сравнения, состоящую из последовательно соединенных второго дифференциального усилителя 16 и компаратора 17, генератор 18 • пилообразного напряжения и второй элемент И 19, второй вход которого связан с выходом умножителя 20 частоты, а выход подключен к третьему входу блока 4 счета. Второй вход схемы 15 сравнения связан с первым выходом двухполупериодного выпрямителя 14 и третьим входом узла 10 управления. Третий вход элемента И 19 связан с четвертым дополнительным выходом узла 10 управления. Первый вход узла 10 управления связан с входом умножителя 20 частоты и третьим входом эле5 мента И 8« Вход генератора 18 пилообразного напряжения связан·с третьим дополнительным выходом узла 10 управления. Первый вход элемента И 19 также связан с четвертым входом 10 узла 10 управления, а второй вход двухполупериодного выпрямителя 14 с вторым входом блока 5 индикации. Дискретный фотопреобразователь 2 служит для преобразования оптического 15 сигнала в электрический и содержит систему параллельных электрически изолированных фотоприемников, выполненную в виде двух линеек, причем ширина одного светочувствительного 20 слоя фотоприемника выбрана меньше ширины интерференционной или муаровой полосы при максимальной частоте их следования, а максимальный угол наклона границы раздела интерференцион25 ных полос не должен превышать линейных размеров всей линейки фотоприемников. В качестве дискретного фотопреобразователя 2 можно применить фотоматрицу и использовать два столбца (линейки фотоприемников).

Выходы каждой из линеек подключены к входам соответствующего сумматора 12 и 11, выходы которых подключены к входам дифференциального усилителя 13, а выход последнего соеди- : ³⁵ нен с входом двухполупериодного выпрямителя 14. Выходы второй линейки фотоприемников также соединены с входами усилительного узла 6. Узел 10 управления выполнен в виде двоичного счетчика 21, дешифратора- 22, первого элемента И-НЕ 23, первого триггера 24, компаратора 25, интегрирующей RC-цепочки 26, элемента И 27, одновибратора 28, второго элемента И-НЕ

и. второго триггера 30, причем вход счетчика 21 является первым входом узла 10 управления, выходы дешифратора 22 - основные выходы узла 10 управления, вход первого элемента ⁵⁰ И-НЕ 23 - второй вход, выход первого триггера 24 - первый дополнитель- ный выход, вход компаратора 25 третий вход, выход одновибратора 28 второй дополнительный выход,выход эле55 мента И 27 - третий дополнительный выход, вход второго элемента И-НЕ 29 четвертый вход, а выход второго триггера является четвертым дополнительным выходом узла 10 управления. Выходы счетчика 21 связаны с входами дешифратора 22, первый выход которого соединен с первым входом первого триггера 24, выход первого элемента И-НЕ 23 связан с 5 вторым входом первого триггера 24. Последний выход дешифратора 22 связан с входом одновибратора 28, выход которого соединен с первым входом второго триггера 30, с первым входом ? Ю элемента И 27 и с входами Сброс счетчика 21 и дешифратора 22. Выход второго элемента И-НЕ 29 связан с вторым входом второго триггера 30, а выход компаратора 25 через интегриру- 15 ющую RC -цепочку 26 подключен к второму входу элемента И 27.

Устройство работает следующим образом.

При наличии угловых смещений 20 объекта относительно горизонтальной оси происходит расхождение опорного и сигнального пучков на выходе оптической системы 1 формирования интерференционных или муаровых полос на 25 угол, равный углу поворота объекта. Расхождение пучков приводит к изменению ширины интерференционных или муаровых полос на величину, равную ^ь = 2sfc’ ³⁰ где b - ширина одной интерференционной или муаровой полосы;

Ъ - длина волны источника монохроматического излучения;

ί - угол между опорным и сиг- 35 нальным пучками.

Фиксируя значение ширины интерференционных или муаровых полос, попадающих на дискретный фотопреобразователь 2, можно однозначно определить⁴⁰ угловые колебания объекта. Необходимо применять следующие ограничения. Угловые колебания исследуемого объек та лежат

О & 9 в пределах _х arc^i d где θ - угол отклонения поверхности контролируемого объекта относительно го- 50 ризонтальной оси в вертикальной плоскости, нормальной к падающему на нее пучку;

R - радиус окружности созда- 55 ваемой пучком с выхода монохроматического излучателя;

J - расстояние от контролируемого объекта до плоскости, на которой сходятся опорный и сигнальный пучки.

В исходном состоянии, когда плоскость контролируемого объекта нормальна к падающему на нее пучку с выхода монохроматического излучателя, выделяют из интерференционной картины две полосы(с максимальной .и минимальной освещенностью), проецируют их на приемную часть дискретного фотопреобразователя 2, ширина которого равна ширине выделения полос.

При нормальных смещениях объекта происходит перемещение границы раздела двух интерференционных полос по светочувствительной поверхности дискретного фотопреобразователя 2, при этом ширина интерференционных полос остается неизменной. В случае, если контролируемый объект имеет угловые колебания своей поверхности, то изменяется пространственная частота следования интерференционных полос, т.е. изменяется их ширийа.

I

С выхода дискретного фотопреобразователя 2 снимаются электрические сигналы и подаются на вход усилитель.ного узла 6, с выхода которого снимается или 0'\ ‘или 1 в зависимости от того, какая полоса в данный момент находится на светочувствительной поверхности фотоприемника дис- , кретного фотопреобразователя 2. Уси-, лительный узел 6 при этом может ‘ .

состоять, например, из усилителей .аналоговых сигналов и компараторов с заданным порогом срабатывания. Генератор 9 тактовых импульсов формирует на выходе (фиг. 2а) последовательность прямоугольных импульсов, которые через счетчик 21 (фиг. 2 S ) поступают на входы дешифратора 22, на выходах последнего формируются импульсы опроса (фиг. 2 δ), которые поочередно через коммутатор 7 опрашивают состояние фотоприемников второй линейки дискретного фотопреобразователя 2. На выходе коммутатора 7 формируется последовательность импульсов (фиг. 2 е), ширина которых определяет ширину интерференционных или муаровых полос, проецируемых на дискретный фотопреобразователь 2. Импульсы с выхода коммутатора 7 поступают на первый вход элемента И 8,

1265476 6 объект относительно своей, например, горизонтальной оси (в вертикальной плоскости) может быть определена из выражения arc sin 2 tk а в момент перехода их из состояния 0 в состояние 1 идет разрешение по первому входу элемента И 8. Одновременно с началом цикла опроса элементов дискретного фотопреобразовате- 5 ля 2 первый импульс с выхода дешифратора 22 подается на вход C6poci 'первого триггера 24, перебрасывая его в состояние логической 1 (фиг.2 ^), тем самым формируется сигнал разрешения по второму входу элемента И 8. При появлении информационного сигнала с выхода коммутатора 7 в виде логической 1 с выхода первого элемента И-НЕ 23 снимается инверсный ему сигнал (фиг. 2*), по заднему фронту которого происходит переброс первого триггера 24 в состояние 0 (фиг. 2 ^), тем самым формируется сигнал запрета по второму входу элемента И 8 до конца данного периода опроса элементов второй линейки дискретного фотопреобразователя 2. ’ . Таким образом, импульсы с генератора 9 тактовых импульсов проходят через элемент И 8 на вход блока 4 счета (фиг. 2 и ) с момента появле• ния информационного сигнала на первом входе элемента И 8 и оканчиваются с появлением сигнала запрета (фиг. 2 j) по второму входу элемента И 8. Последний импульс (в каждом периоде опроса) с выхода дешифратора 22 поступает на одновибратор 28, который формирует короткий импульс (фиг.2^) на втором входе блока 4 счета, и по -заднему фронту импульса информация с блока 4 счета заносится в блок 5 индикации. Одновременно импульсы с выхода одновибратора 28 блокируют счет-д₀ чик 21 и дешифратор 22, устанавливают второй триггер 30 в состояние , 1 (фиг. 2щ) и через элемент И 27 сбрасывают генератор 13 пилообразного напряжения (фиг. 2 у в момент времени -t₄).

Частота импульсов с выхода генератора 9 тактовых импульсов выбирается не меньше удвоенной максималь' ной частоты следования интерференционных или муаровых полос, а ширина одного светочувствительного слоя фотоприемника дискретного фотопреобразователя 2 должна быть не больше j самой узкой интерференционной или : муаровой полосы, получаемой при угловых колебаниях объекта). При этом величина угла, на которую смещается где *λ

- угол, на который сместился объект;

- длина волны источника монохроматического излучения;

- период следования импульсов с выхода генератора тактовых импульсов;

- число импульсов, зарегистрированных блоков индикации .

Следовательно, число импульсов (К), прошедших через элемент И 8 в данном периоде опроса элементов дискретного фотопреобразователя, прямо пропорционально величине углового поворота контролируемого объекта относительно своей горизонтальной оси.

При колебаниях относительно, например, горизонтальной оси (в вертикальной плоскости) наклон интерференционных полос на обеих линейках фотоприемников дискретного фотопреобразователя 2 одинаковый, а при вырезании из всей интерференционной · картины незначительного участка, размер которого определяет расстояние между линейками фотоприемников и на котором кривизной интерференционных колец можно пренебречь, линии на обеих линейках ровные. Следовательно, суммарный сигнал, снимаемый с выходов сумматоров 11 и 12 для каждой из линеек, одинаковый, а сигнал на выходе дифференциального усилителя 13 равен нулю (фиг. 2д в момент i₀-£, ).. В этом случае с выхода двухполупериодного выпрямителя 14 (фиг. 2м в момент - ί, ) также снимается нулевой сигнал, .который через компаратор 25 (фиг. 2м), интегрирующую RC -цепочку 26 (фиг. 2 в) и элемент И 2Ί (фиг. 2р ) подается на вход генератора 18 пилообразного напряжения, тем самым блокируя последний (фиг. 2 л в момент i₀ -t, ). .; С выхода второго дифференциального усилителя 16 схемы 15 сравнения в момент t₀ - t, снимается также нулевой сигнал (фиг. 2 <р ) , который через компаратор 17 подается на пер

1265476' вый вход элемента И 19 (фиг. 2 ц ), блокируя тем самым прохождение импульсов с выхода умножителя 20 частоты на третий вход блока 4 счета (фиг. 2 ю в момент i₀ - i, ), и по- 5 казания блока 5 индикации угловых смещений относительно вертикальной оси отсутствуют.

При колебаниях относительно вертикальной оси из-за изменения накло- 10 на. границ раздела интерференционных или муаровых полос на выходах сумматоров 11 и 12 появится разный по величине сигнал, а величина разностного сигнала, снимаемого с выхода 15 дифференциального усилителя 13, пропорциональна изменению наклона границ раздела интерференционных или муаровых полос. Величина сигнала с выхода дифференциального усилителя 13 может 20 находиться как в положительной, так и в отрицательной области (фиг.2 л ), в зависимости от того, в какую сторону произошел наклон интерференционных полос на линейках фотоприемников 25 Для приведения величины информационного сигнала с выхода дифференциального усилителя 13 в одну область напряжений (положительную) используется двухполупериодный выпрямитель 14, 39 применение которого позволят повысит! точность измерений, так как отпадает необходимость иметь в генераторе 18 пилообразного напряжения высокостабильный двухполярный источник напряжения для формирования пилообразного напряжения для положительной и отрицательной величин информационного сигнала. Это позволяет также упростить схему управления генератором ₄θ 18 пилообразного напряжения. Сигнал с первого выхода двухполупериодного выпрямителя 14 (фиг. 2«) приводит к перебросу компаратора 25 (порог срабатывания которого Иη выбирается ₄₅ вблизи нуля, фиг. 2м).

Положительный перепад сигнала с выхода компаратора 25 (фиг. 2н) через интегрирующую RC-цепочку_26 (фиг. 2 п) и элемент И 27 (фиг, 2 р) ₅₀ приводит к запуску генератора 18 пилообразного напряжения (фиг. 2у)/

С выхода второго дифференциального усилителя 16 в схеме 15 сравнения снимается сигнал разницы (фиг. 2 ср) 55 между информационным и пилообразным напряжениями (информационный сигнал показан пунктирной линией). В'моменты перехода сигнала с выхода второго дифференциального усилителя 16 через ноль, т.е. когда уровни йнфор·; мационного и пилообразного напряжений совпадают), компаратор 17 меняет свое состояние (фиг. 2ц). Импульсы с выхода компаратора 17 через второй элемент И-НЕ 29 узла 10 управления, где происходит их инверсия (фиг. 2 ц), управляют работой второ-, го триггера 30 так, что в момент перехода сигнала из 0 в 1 триггер 30 перебрасывается из 1 в 0 (фиг. 2 ы) до конца цикла опроса элементов дискретного фотопреобразователя 2. Ширина импульсов, снимаемых с выхода компаратора 17 (фиг. 2 у ), прямо пропорциональна величине информационного сигнала, а следовательно, и угловому смещению объекта.

Импульсы с.выхода умножителя 20 частоты (фиг. 2 9) через второй элемент И 19 поступают на вход блока 4 счета'(фиг. 2ю), причем момент появления их синхронизирован с появлением информационного сигнала.в виде логической ”1 на первом входе второго элемента И 19 (фиг. 2ц), а окончание - с появлением сигнала запрета в виде логического 0 (фиг. 2м) по третьему входу второго элемента И 19. Скорость нарастания и амплитуда пилообразного напряжения на выходе генератора 18 должны быть достаточными для того, чтобы зафиксировать величину напряжения, снимаемого с выхода дифференциального усилителя 13 при· максимально ожидаемом угловом перемещении объекта.

Период следования импульсов сброса с выхода одновибратора 28 выбирается исходя из того, чтобы количество изменений в уровне информационного сигнала за время одного периода Следования импульсов не превышало одного. В этом случае каждое угловое перемещение объекта фиксируется в последующем периоде опроса элементов дискретного фотопреобразователя 2. В момент перехода информационного сигнала через нулевой уровень на выходе компаратора 25 возникает короткий импульс (фиг.2 . н) в момент - tp, который может привести к сбросу генератора 18 пилообразного напряжения. Поэтому для * компенсации этого импульса в узле 10 уп: равления применяется интегрирующая' RS цепочка 26 (фиг.· 2 η в момент -t,).

При появлении сигнала рассогласования на выходе дифференциального усилителя 13 с второго выхода двух-

tk arctg полупериодного выпрямителя на дополнительный вход блока 5 индикации поступает информация о знаке сигнала рассогласования, по которому судят о направлении угловых перемещений относительно вертикальной оси.

При появлении второго импульса с 10 выхода компаратора 17 (фиг .2 ц, в момент Ц ~^б) после появления первого импульса (фиг. 2 ц, в момент i,_s -i₄) , в данном периоде опрос элементов дискретного фотопреобразователя 2 им- 15 пульсы с выхода умножителя 20 частоты через второй элемент И 19 не проходят, так как по окончании первого импульса с выходавторого триггера 30 (фиг. 2 uj , момент за -Ц ) посту- . 20 пает сигнал запрета на третий вход второго элемента И 19, который блокирует последний до конца цикла опроса, т.е. до появления следующего импульса сброса с выхода одновибрато- 25 ра 28 (фиг. 2 .

Таким образом, чем больше сигнал . рассогласования на выходе дифференциального усилителя 13, тем большее количество импульсов пройдет на блок 4 счёта, т.е. число импульсов на выходе второго элемента И 19 (фиг.2'0) определяет величину углового перемещения относительно вертикальной оси.

Исходя из разрешающей способное- 35 ти устройства, выбирается частота где - величина углового перемещения контролируемого г объекта относительно вертикальной оси;

Т - период следования импульсов на выходе умножителя 20 частоты;

К - число импульсов на выходе элемента И 19;

- расстояние от контролируемого объекта до плоскости фотоприемников;

Ά - длина волны источника'излучения .

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использо вано дл  измерени  линейных и угловых перемещений контролируемых объек тов, в частности дл  измерени  угловых колебаний, например, при виброиспытани х изделий. Целью изобретени   вл етс  повыше :ч ние точности и расширение динам1ичес кого диапазона измерений угловых перемещений за счет увеличени  уровн  информационного сигнала. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.. 2 графики сигналов на элементах схемы. Оптико-электронное устройство дл  измерени  линейных иу гловых перемещений состоит из оптической системы 1 дл  формировани  интерференци онных или муаровых полос, соединенных последовательно дискретного фото преобразовател  2, оптически св занного с системой 1, блока 3 формирова телей, блока 4 счета и блока 5 индикации . Блок 3 формирователей выполнен в виде усилительного узла 6, ком мутатора 7, элемента Иг 8 и соединенных последовательно генератора 9 так товых импульсов и узла 10 управлени  причем выходы усилительного узла 6 и основные выходы узла 10 управлени  соединены с коммутатором 7, выход ко торого соединен с первым входом элемента И 8 и вторым входом узла 10 управлени . Первый дополнительный выход узла 10 управлени  соединен с вторым входом элемента И 8, а второй с вторым входом блока 4 счета. Выход генератора 9 тактовых импульсов соединен с третьим входом элемента И 8, выход которого подключен к первому входу блока 4 счета. Устройство содержит также первый сумматор 11, вто рой сумматор 12, дифференциальный усилитель 13. двухполупериодный выпр митель 14, схему 15 сравнени , сос ТОЯ1ЦУЮ из последовательно соединенны второго дифференциального усилител  16 и компаратора 17, генератор 18 пилообразного напр жени  и второй эл мент И 19, второй вход которого св  зан с выходом умножител  20 частоты, а выход подключен к третьему входу блока 4 счета. Второй вход 15 сравнени  св зан с первым выходом двухполупериодного выпр мител  14 и третьим входом узла 10 управлени . Третий вход элемента И 19 св зан с четвертым дополнительным выходом узла 10 управлени . Первый вход узла 10 управлени  св зан с входом умножител  20 частоты и третьим входом элемента И 8. Вход генератора 18 пилообразного напр жени  св зан-с третьим дополнительным выходом узла 10 управлени . Первый вход элемента И 19 также св зан с четвертым входом узла 10 управлени , а второй вход двухполупериодного выпр мител  14 с вторым входом блока 5 индикации. Дискретный фотопреобразователь 2 служит дл  преобразовани  оптического сигнала в электрический и содержит систему параллельных электрически изолированных фотоприемников, выполненную в виде двух линеек, причем олирина одного светочувствительного сло  фотоприемника выбрана меньше ширины интерференционной или муаровой полосы при максимальной частоте их следовани , а максимальньм угол наклона границы раздела интерференционных полос не должен превышать линейных размеров всей линейки фотоприемников . В качестве дискретного фотопреобразовател  2 можно применить фотоматрицу и использовать два столбца ( линейки фотоприемников), Выходы каждой из линеек подключены к входам соответствующего сумматора 12 и 11, выходы которых подключены к входам дифференциального усилител  13, а выход последнего соеди- ; нен с входом двухполупериодного выпр мител  14. Выходы второй линейки фотоприемников также соединены с входами усилительного узла 6. Узел 10 управлени  выполнен в виде двоичного счетчика 21, дешифратора- 22, первого элемента И-НЕ 23, первого триггера 24, компаратора 25, интегрирующей RC-цепочки 26, элемента И 27, одновибратора 28, второго элемента И-НЕ 29 и. второго триггера 30, причем вход счетчика 21  вл етс  первым входом узла 10 управлени , выходы дешифратора 22 - основные выходы узла 10 управлени , вход первого элемента .Е 23 - второй вход, выход перво триггера 24 - первый дополнительный выход, вход компаратора 25 третий вход, выход одновибратора 28 второй дополнительный выход,выход элемента И 27 - третий дополнительный выход , вход второго элемента И-НЕ 29 четвертый вход, а выход второго триггера 30  вл етс  четвертым дополнительным 31 выходом узла 10 управлени . Выходы счетчика 21 св заны с входами дешифратора 22 первьй выход которого соединен с первым входом первого триггера 24, выход первого элемента И-НЕ 23 св зан с вторым входом первого триггера 24. Последний выход дешифратора 22 св зан с входом одновибратора 28, выход которого соединен с первым входом второго триггера 30, с первым входом элемента И 27 и с входами Сброс счетчика 21 и дешифратора 22. Выход второго элемента И-НЕ 29 св зан с вторым входом второго триггера 30, а выход компаратора 25 через интегрирующую RC -цепочку 26 подключен к вт рому входу элемента И 27. Устройство работает следующим об разом. При наличии угловых смещений объекта относительно горизонтальной оси происходит расхождение опорного и сигнального пучков на выходе опти ческой системы 1 формировани  интер ференционных или муаровых полос на угол, равный углу поворота объекта. Расхождение пучков приводит к измене нию ширины интерференционных или муаровых полос на величину, равную Ь где Ь ширина одной интерференционной или муаровой полосй; Ti - длина волны источника монохроматического излучени ; i - угол между опорным и сигнальным пучками. ; Фиксиру  значение ширины интерференционных или муаровых полос, попадающих на дискретный фотопреобразо ватель 2, можно однозначно определит угловые колебани  объекта. Необходимо примен ть следующие ограничени . Угловые колебани  исследуемого объек та лежат в пределах О . 9 . угол отклонени  поверхности контролируемого объекта относительно горизонтальной оси в верти кальной плоскости, нормальной к падающему на нее пучку; радиус окружности создаваемой пучком с выхода монохроматического излучател ; 476 J - рассто ние от контролируемого объекта до плоскости , на которой сход тс  опорный и сигнальный пучки . В исходном состо нии, когда плоскость контролируемого объекта нормальна к падающему на нее пучку с выхода монохроматического излучател , выдел ют из интерференционной картины две полосы(с максимальной .и минимальной освещенностью), проецируют их на приемную часть дискретного фотопреобразовател  2, ширина которого равна ширине выделени  полос. При нормальных смещени х объекта происходит перемещение границы раздела двух интерференционных полос по светочувствительной поверхности дискретного фотопреобразовател  2, при этом ширина интерференционных полос остаетс  неизменной. В случае, если контролируемый объект имеет угловые колебани  своей поверхности, то измен етс  пространственна  частота следовани  интерференционных полос, т.е. измен етс  их ширина. I С выхода дискретного фотопреобразовател  2 снимаютс  электрические сигналы и подаютс  на вход усилитель ,ного узла 6, с выхода которого снимаетс  или О,, или 1 в зависимости от того, кака  полоса в данный момент находитс  на светочувствительной поверхности фотоприемника дис- , кретного фотопреобразовател  2. Уси-, лительньш узел 6 при этом может , состо ть, например, из усилителей аналоговых сигналов и компараторов с заданным порогом срабатывани . Генератор 9 тактовых импульсов формирует на выходе (фиг. 2 а ) последовательность пр моугольных импульсов, которые через счетчик 21 (фиг. 2 S ) поступают на входы дешифратора 22, на выходах последнего формируютс  импульсы опроса (фиг. 2 &amp;), которые поочередно через коммутатор 7 опрашивают состо ние фотоприемников второй линейки дискретного фотопреобразовател  2. На выходе коммутатора 7 формируетс  последовательность импульсов (фиг. 2 е), ширина которых определ ет ширину интерференционных или муаровых полос, проецируемых на дискретный фотопреобразователь 2. Импульсы с выхода коммутатора 7 поступают на первый вход элемента И 8, а в момент перехода их из состо ни  О в состо ние 1 идет разрешение по первому входу элемента И 8. Одновременно с началом цикла опроса элементов дискретного фотопреобразовате л  2 первый импульс с выхода дешифра тора 22 подаетс  на вход C6poc i первого триггера 24, перебрасьша  его в состо ние логической 1 (фиг.2 j) .тем самым формируетс  сигнал разреше ни  по второму входу элемента И 8. При по влении информационного сигнала с выхода коммутатора 7 в виде логической 1 с выхода первого элемента И-НЕ 23 снимаетс  инверсный ему сигнал (фиг. 2), по заднему фронту которого происходит переброс первого триггера 24 в состо ние О (фиг. 2 ), тем самым формируетс  сигнал запрета по второму входу элемента И 8 до конца данного периода опроса элементов второй линейки дискретного фотопреобразовател  2. . Таким образом, импульсы с генератора 9 тактовых импульсов проход т через элемент И 8 на вход блока 4 счета (фиг. 2 и) с момента по вле нй . информационного сигнала на перво входе элемента И 8 и оканчиваютс  с по влением сигнала запрета (фиг. 2 по второму входу элемента И 8. Последний импульс (в каждом периоде опроса) с выхода дешифратора 22 поступает на одновибратор 28, которьй формирует короткий импульс (фиг.2) на втором входе блока 4 счета, и по -заднему фронту импульса информаци  с блока 4 счета заноситс  в блок 5 индикации . Одновременно импульсы с выхода одновибратора 28 блокируют счет чик 21 и дешифратор 22, устанавливают второй триггер 30 в состо ние ,1 (фиг. 2щ) и через элемент И 27 сбрасьшают генет атор 13 пилообразного напр жени  (фиг. 2 у в момент -времени i -li). Частота импульсов с выхода гёне ратора 9 тактовых импульсов выбираетс  не меньше удвоенной максималь ной частоты следовани  интерференционных или муаровых полос, а ширина одного светочувствительного сло  фотоприемника дискретного фотопреобразовател  2 должна быть не больше j самой узкой интерференционной или : муаровой полосы, получаемой при угловых колебани х объекта). При этом величина угла, на которунз смеш;аетс  766 объект относительно своей, например, горизонтальной оси (в вертикальной плоскости) может быть определена из выражени  . sin 2 tk где 9 - угол, на который сместилс  объект} - длина волны источника монохроматического излучени ; Т - период следовани  импульсов с выхода генератора тактовых импульсов; k - число импульсов, зарегистрированных блоков индикации . Следовательно, число импульсов (К), прошедших через элемент И 8 в данном периоде опроса элементов дискретного фотопреобразовател , пр мо пропорционально величине углового поворота контролируемого объекта относительно своей горизонтальной оси. При колебани х относительно, например , горизонтальной оси (в вертикальной плоскости) наклон интерференционньпс полос на обеих линейках фотоприемников дискретного фотопреобразовател  2 одинаковый, а при вырезании из всей интерференционной картины незначительного участка, размер которого определ ет рассто ние между линейками фотоприемников и на котором кривизной интерференционных колец можно пренебречь, линии на обеих линейках ровные. Следовательно, суммарный сигнал, снимаемый с выходов сумматоров 11 и 12 дл  каждой из линеек, одинаковый, а сигнал на выходе дифференциального усилител  13 равен нулю (фиг. 2л в момент , ).. В этом случае с выхода двухполупериодного выпр мител  14 (фиг. 2м в момент ij, .( ) также снимаетс  нулевой сигнал,.который через компаратор 25 (фиг. 2 н ), интегрирующую RC -цепочку 26 (фиг. 2 п) и элемент И 27 (фиг. 2 р ) подаетс  на вход генератора 18 пилообразного напр же-ни , тем самым блокиру  последний (фиг. 2 у в момент i, -t,). ; С выхода второго дифференциального усилител  16 схемы 15 сравнени  в момент tg - t, снимаетс  также нулевой сигнал (фиг. 2 ф), который через компаратор 17 подаетс  на первый вход элемента И 19 (фиг. 2ц ), блокиру  тем самым прохождение импульсов с выхода умножител  20 частоты на третий вход блока 4 счета (фиг. 2 ю в момент ig - i), и показани  блока 5 индикации угловых смещений относительно вертикальной оси отсутствуют. При колебани х относительно вертикальной оси из-за изменени  наклона , границ раздела интерференционных или муаровых полос на выходах сумматоров 11 и 12 по витс  разный по величине сигнал, а величина разностного сигнала, снимаемого с выхода дифференциального усилител  13, пропорциональна изменению наклона грани раздела интерференционных или муаровых полос. Величина сигнала с выхода дифференциального усилител  13 может находитьс  как в положительной, так и в отрицательной области (фиг.2 л ), в зависимости от того, в какую сторо ну произошел наклон интерферендионных полос на линейках фотоприемников Дл  приведени  величины информаццрнного сигнала с выхода дифференциального усилител  13 в одну область нап р жений (положительную) используетс  двухполупериодный выпр митель 14, применение которого позвол т повысит точность измерений, так как отпадает необходимость иметь в генераторе 18 пилообразного напр жени  высокостабильный двухпол рный источник напр жени  дл  формировани  пилообразного напр жени  дл  положительной и отрицательной величин информационного сигнала. Это позвол ет также упростить схему управлени  генератором 18 пилообразного напр жени . Сигнал с первого выхода двухполупериодного выпр мител  14 (фиг. 2w) приводит к перебросу компаратора 25 (порог срабатывани  которого UM выбираетс  вблизи кул , фиг. 2м). Полозкительный перепад сигнала с выхода компаратора 25 (фиг. 2 н) через интегрирующую RC-цепочку 26 (фиг. 2 п ) и злемент И 27 (фиг. 2 р) приводит к запуску генератора 18 пилообразного напр жени  (фиг. 2у)/ С выхода второго дифференциального усилител  16 в схеме 15 сравнени  снимаетс  сигнал разнищ (фиг. 2ф) между информационным и пилообразным напр жени ми (информационныйсигнал показан пунктирной линией). Вмо-. менты перехода сигнала с выхода второго дифференциального усилител  16 через ноль, т.е. когда уровни йнфор-; мационного и пилообразного напр жеНИИ совпадают), компаратор 17 мен ет свое состо ние (фиг. 2ц,). Импульсы с выхода компаратора 17 через второй элемент И-НЕ 29 узла 10 управлени , где происходит их инверси  (фиг. 24), управл ют работой второ-. го триггера 30 так, что в момент перехода сигнала из О в 1 -триггер 30 перебрасьтаетс  из 1 в О (фиг. 2 ы) до конца цикла опроса элементов дискретного фртопреобразовател  2.Ширина импульсов, снимаемых с выхода компаратора 17 (фиг. 2 у ), пр мо пропорциональна величине инфор- MaipioHHoro сигнала, а следовательно, и угловому смещению объекта. Импульсы с.выхода умножител  20 частоты (фиг. 29) через второй элемент И 19 поступают на вход блока 4 счета(фиг. 2ю), причем момент по влени  их синхронизирован с по влением информационного сигнала.в виде логической 1 на первом входе второго элемента И 19 (фиг. 2ц), а окончание - с по влением сигнала запрета в виде логического О (фиг. 2м) по третьему входу второго элемента И 19. Скорость нарастани  и амплитуда пилообразного напр жени  на выходе генератора 18 должны быть достаточными дл  того, чтобы зафиксировать величину напр жени , снимаемого с выхода дифференциального усилител  13 прн максимально ожидаемом угловом перемещении объекта. Период следовани  импульсов сброса с выхода одновибратора 28 выбираетс  исход  из того, чтобы количество изменений в уровне информационного сигнала за врем  одного периода Следовани  импульсов не превышало одного. В этом случае каждое угловое перемещение объекта фиксируетс  в последующем периоде опроса элементов дискретного фотопреобразовател  2. В момент перехода информационного сигнала через нулевой уровень на выходе компаратора 25 возникает короткий импульс (фиг.2 . н в момент t -э который может привести к сбросу генератора 18 пилообразного напр жени . Поэтому дл  компенсации этого импульса в узле 10 управлени  примен етс  интегрирующа  R6 цепочка 26 (фиг. 2 п в момент а -1,). При по влении сигнала рассогласовани  на выходе дифференциального усилител  13 с второго выхода двухполупериодного выпр мител  на дополнительный вход блока 5 индикации пос тупает информаци  о знаке сигнала рассогласовани , по которому суд т о направлении угловых перемещений от носительно вертикальной оси. При по влении второго импульса с выхода компаратора 17 (фиг. 2 LI, в мо мент t й после по влени  первого импульса (фиг. 2 и, в момент i,, -t4 в данном периоде опрос элементов дис кретного фотопреобразовател  2 им .пульсы с выхода умножител  20 частоты через второй элемент И 19 не проход т , так как по окончании первого импульса с выкодавторого триггера 30 (фиг. 2 .ы , момент за i. ) поступает сигнал запрета на третий вход второго элемента И 19, который бл кирует последний до конца цикла опро са, т.е. до по влени  следующего импульса сброса с выхода одновибратора 28 (фиг. 2 ). Таким образом, чем больше сигнал . рассогласовани  на выходе дифференциального усилител  13, тем большее количество импульсов пройдет на блок 4 счета, т.е. число импульсов на выходе второго элемента И 19 (фиг.210) определ ет величину углового перемещени  относительно вертикальной оси. Исход  из разрешающей способности устройства, выбираетс  частота следовани  коротких импульсов на вы ходе умножител  20 частоты. Чем выше должна быть разрешающа  способность устройства, т.е. чем меньшие .угловые перемещени  измер ют, тем выше должна выбиратьс  частота следовани  импульсов на выходе умнож11тел  20 частоты. Количество элементов в линейках дискретного фотопреобразовате л  2 выбираетс , исход  из максим ль но охлаждаемого углового перемещени  объекта, т.е. от наклона границы раз дела интерференционных полос. Чем больше наклон, т.е. чем шир.е динамический диапазон измерений, тем необходимо брать большее количество фото приемников в линейках дискретулого фотопреобразовател 
2. 2. Величину угловых перемещен:ий отно сительно вертикальной оси молшо опре делить из соотношени  1 76 где дп - величина углового перемещени  контролируемого : объекта относительно вертикальной оси; Т - период следовани  импульсов на выходе умножител  20 частоты} К - число импульсов на выходе элемента И 19; - рассто ние от контролируемого объекта до плоскости фотоприемников; Л - длина волны источника излучени  . Формула изобретени  1. Оптико-электронное устройство дл  измерени  линейных и угловых перемещений , содержащее оптическую сиетему дл  формировани  интерференционных или муаровых полос, дискретный фотопреобразователь, выполненный в виде двух линеек фотоприемников, расположенных на одном уровне параллельно друг другу, последовательно соединенные блок фо1 мирователей, подключенньй к одной из линеек дискретного фотопреобразовател , 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, в{)1ход генератора тактовых импульсов соединен с третьим входом элемента И, выход которого подключен к первому входу блока счета, умножитель частоты , последовательно соединенные генератор пилообразного напр жени , схему сравнени  и второй элемент И, второй вход которого св зан с выходом умножител  частоты, второй вход схемы сравнени  св зан с третьим входом узла управлени  блока формирователей , вход генератора пилообразного напр жени  св зан с третьим дополнительным выходом узла управлени  блока формирователей, первый вхо которого св зан с входом умножител  частоты, третий вход блока счета под ключен к выходу второго элемента И, отличающеес  тем, что, с целью повышени  Точности и расширени  динамического диапазона измере ний угловых перемещений, устройство снабжено первым и вторым сумматорами дифференциальным усилителем, двухполупериодным выпр мителем, первый выход которого св зан с вторым входом схемы сравнени , блок индикации снаб жен дополнительным входом, который подключен к второму выходу двухполупериодного выпр мител , входы первог сумматора подключены к выходам вто1рой линейки дискретного фотопреобразовател , а входы второго сумматора к выходам первой линейки, выходы обоих сумматоров подключены к входам дифференциального усилител , выход которого св зан с входом двухполупериодного выпр мител , узел управле НИН дополнительно снабжен четвертым дополнительным входом и четвертым дополнительным выходом, выход схемы сравнени  св зан с четвертым входом узла управлени  блока формирователей , четвертый дополнительный выход узла управлени  подключен к третьему входу второго элемента И, а схема сравнени  состоит из последовательно .соединенных второго дифференциальното усилител  и компаратора. 2, Устройство по п. 1, от Л1 н ч .а ю щ е е с   тем, что узел управлени  выполнен в виде двоичного счетчика, дешифратора, .первого элемента И-НЕ, первого триггера, компаратора , интегрирующей RC -цепочки, элемента И, одновибратора, второго элемента И-НЕ и второго триггера, вход счетчика  вл етс  первым входом узла управлени , выходы дешифратораосновные выходы узла управлени , вход первого элемента И-НЕ - второй вход, выход первого триггера - первый дополнительный выход, вход компараторатретий вход, выход одновибратора второй дополнительный выход, выход элемента И - третий дополнительный выход, вход второго элемента И-НЕ четвертый вход, а выход второго триггера  вл етс  четвертым дополнительным выходом узла управлени  блока формирователей,выходы счетчика св заны с входами дешифратора, первый выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход первого элемента И-НЕ св зан с вторым входом первого триггера, последний выход дешифратора св зан с входом одновибратора , выход которого соединен с первым входом второго триггера, с первым входом элемента И и с входами Сброс счетчика и дешифратора, выход второго элемента И-НЕ сврзан с вторым входом второго триггера,а выход компаратора через интегрирующую цепочку подключен к второму входу элемента И..