Способ интерполирования интерференционных сигналов Советский патент 1983 года по МПК G01B21/00 

00

СлЭ 00 О

-ч1 Изобретение относится к измерительн технике, в частности к интерполщюванию интерференционных сигналов при измерении линейных перемещений и углов, Известен способ интерполирования интерференционных сигналов, по КУкором формируют два сдвинутых по фазе на Эр гармонических сигнала, по нулевому уровню обоих сигйалов формируют две последовательности прямоугольных импуга сов, прямоугольные импульсы диффере пируют Г i;i). Недостатком способа является невысокая разрешающая способность, вследс вие невозможности регистрации величяны, меньшей, чем четвертая часть порядка интерференции. Наиболее близким к иэоО)етеншо яизляется способ интерполирования нвт ферешхионных сигналов, заключающийся в форм1фовании двух сдвинутых по фазе на ЭО гармонических сигналов, кваа товании по уровням, формировании прямоутюльных импульсов и определении доли пор5щка интерф юнции Г2 3 Этот способ имеет недостаточную разрешающую способность, ограниченную числом уровней квантования, разность напряжений между блшкайгоями из которых должна быть больше двойной кгаксимальной амплитуды шума. Кроме этого, точность способа снижена погрешностями, св1сзанными с нелинейность участка сигнала, подлежащего квантованию, с нестабильностью постоянной составляющей сигналов. Цель изобретения - повышение разрешающей способности. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу интерполирования инт зференционных сигналов, заключающемуся . в формировании двух сдвину тых по фазе на ЭО гармонических сш налов, квантовании их по уровням, формировании прямоугольных импульсов и ешределении доли порядка интерференции перед квантованием по уровням выпрям ляют гармонические сигналы, получшвы сигналы вычитают, п раз последователь но осуществляют вьшрямлбние разнесено го сигнала и исключением его постояйно го уровня с одновременным усвлеввем, а доля порядка интерференции рассчить вается по формуле | , где.гпчисло уровней квантования. На 481г. i приведены временные дваг раммы, поясняющие прео шзовааия над cи нaлaми; на фиг. 2 - бло& ;}семй усф ройства, реализующего способ. Устройство фотопрйемные блоки 1 и 2, состеявие из фотоприем инков 3 и 4, схем 5 и 6 автоматичео ЕОй регулщювки усшюния и схем 7 и 8 вшфямления, дифференционкый усилитель 9, полупериодные инверторы 1О 12, усилители 13 и 14 с емкостной . связью, блок 15 квантования, включак « щий два триггера 16и 17 Шмидта, схему 18 формирования масштабных импульсов, состоящую из инверторов .19 и 20, одновибраторов 21-24 и элемента 25 ИЛИ. Способ осуществляется следующим офазом. Устройство формщзует два с/1винутых по фазе на 9О гармонических сигнала (фо., диаграммы и и UJ посредством фото1фиемных блоков 1 и 2, в которых фотоприемники 3 и 4 регистрируют вые потоки, пространственно сдвинутые друг относительно друга на четверть ши рины интерференционной полосы, а 5 и 6 автоматической регулировки усиления поддерживают постоянной ампляЙ уду сигналов. Полученные гармоничеокие сигналы выпрямляют при помощи схем 7 и 8 выпрямления (фнг. 1, диаг .раммы и и1Ц). Выпрямленные сигналы вычитают дифференциальным усилителем 9, с выхода которого получают разностный 1реугольный сигнал, имеющий нулевой постояннь1й уровень (Фиг, 1, диаграммы и), (1 раз последовательно выпрямляют разностный сигнал и исключают его постоянный уровень с одновременным уси лением посредством полулериодных инверторов 10 - 12 и усилителей 13 и 14 с костной связью. После вьшрямления получают сигнал, имеющий также треугольную форму, но обладающий постоянной составляющей {4яг. 1, диаграммыU,UgиЦд). Исключение постоящюй составляющей сигнала с одновременнь1М усилением делает его симметричным относительно нулевого УРОВНЯ (фиг. 1, диаграммы U и U). ГЬследовательность этих шераций дает возможность в 2 раз уменьшить сигнала., Период сигнала после выполнения этих операций («г, 1, диаграммы Цд) в 2 2 раз мешзше периода гармонвчео кях сигналов, хар§к1 изукпцего порядок интерференции,. , т т /л 10 /2 Квашуют полученный треугольный сигнал по уровням в блоке 15 квантовс ВИЯ посредством трште ро 16 н 17 Шмидта С выходов блока 15 снимают две посявдователыюсти прямоу1х льных вмпульсов (фиг 1, диаграмълл U i ). Формируют короткие щишоугодь Я4в шлпут.с«И 1. U,) 1фЙ1ЮМош|Гсхй1Л1 18 формирования ьйюйгоайалХ,,импульсов. Импутлы с бпо . ка квантования подают на одвовибрато{ш 22 и 23 непосредственно, а на оог нови«% ат ч ы 21 и 24 - через инверто-уы 3.9 к 2О. Однови атср1|1 ndpovvtie й шуЛьсы по фронтам поступающих импутшс. Они мент с выхсяа которого он :Maioi импутшсы, период следования ко тфых х иисгериаует долю порядка интерфере щии. Предлагаемый способ позволяет получачрь импульсы с ценой в m 2 раз 1 67 меньшей, чем псфядсж йнгерфчаднцианноВ полосы (период инт ференпиоввого сиг нала). Кроме тшх), в способе подлежат квантованию треугольные импульсы, в связи с чем исключай погрешвостр, связанные с нелинейностью квантуемо1Ч участка сигнала, а вследртвие того, что находят разностный сигнал от выпрямляемых гармонических сигналов, щ)акти«ски сведены к нуию погрешиоств нестабильности постояшой составляющей сигналов...Таким о(, повышается jiuaxxuaH способность. v Иопользораниё способа, щя съеме в обработке инфсфмаоии р качестве в (частности, , мшфосхем поввышт ncHij чать годовой экойомическнй эффект овояо 9О тыс. руб.

СПОСХЖ ЙНТЕРПОЛИРОВА- , .щяliнтEpФШ вкlm:) ,f3mv /ЮВ, заключающийся в фар 9Ч«йаявн двух сдвинутых по фазе ва ческих сигнаоов, хвакеов/ааяя etc по jfpo ням, фсфмщюеанац щ 9мoyкя&aы% сов и (жредеяентаг до1ш интерференции, о тл и ч а ю щ к ft с я seMt vtOt с ведью ткхаьааваяя peass enaaamQA cooсобноста, перед хваятомййшл ло ням В й ямляют пфкйошмЕесжю евгва)ш полученные сшчншы a&nHVeiOTi рва последовательно осушеетшшют еыпрям ленйз р &йостжяю сигаюла н 8схгвб4вВ1Ю его постоянного уровня с едам| емевЕЕЫМ ЭюяЕпеввем, а доля аоряЩа ЮЕК«|рферш бви юсчитывается по формут f 2 , где т- чвсло уроаюй шештования.

iff

A. v A

J fV r

т

..f

jLiiiiiiirtl

un 1

n n ft fl II ii n я n

ТПтТи

:.

,rt l,|(

gtfpltfHliiiiirhitffltitmii iiB8Biiatii tuimM ф

v

y J

|Г r

L

JL

Ы

г.