Устройство регулирования скорости для Фурье-спектрометра Советский патент 1984 года по МПК G05D13/62 

оо сх Изобретение относится к системам автоматического регулирования, предназначенным для линейного перемещени с заданной скоростью, и может быть использовано для перемещения с постоянной скоростью зеркала интерферометра в йастросканирующем фурьеспектрометре, Известна интерферометрическая сис тема сканирования, содержащая трехканальный интерферометр типа Майкель сона с контрольным каналом монохрома тического излучения, электромеханический привод, подвижное зеркало, генератор пилообразного напряжения, аналоговый сумматор, электрический фильтр, устройство управления, высокочастотный эталонный генератор имрульсов, счетчик импульсов, цифровой азочастотный компаратор СИ . Однако эта система сканирования с электромеханически приводом предназначена для интерферометров, имеющих ограниченную разрешующую способ ность, и характеризуется неравномер ностью движения сканирующего зеркала .в условиях вибраций, что обуслов лено ограниченным быстродействием. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство стабилизации скорости, содержащее Привод каретки подвижных зеркал интерферометров сигнального и контрольного каналов, усилительформирователь контрольного канала, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), счетчик импульсов, эталонный генератор и регистр С2. Недостатками известного устройства являются ограниченная скорость ре агирования на уход фазы контрольного канала, а также перерегулирование привода. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство регулирования скорости для Фурье-спектрометра, содержащее эталонный генератор, привод каретки подвижных зеркал интерферометров сигнального и контрольного каналов а также подключен«ый к..выходу интерферометра контрольного канала усилитель-формирователь, введены связанный с выходом усилителяФормирователя распределитель импульсов, подключенные к его первому и второму выходам первыми входами соответственно первый и второй преобразователи длительность импульса код, к вторым входам которых подключен выход эталонного генератора, а также первый и второй преобразовател код - длительность импульса и. соеди ненный первым и вторым входами с их выходами сумматор, выходом подключенный к входу привода каретки по вижных зеркал интерферометров, причем выход эталонного генератора связан с первыми входами первого и второго преобразователей код - дли-, тельность импульса, вторые входы которых соединены с вторым и первым выходами распределителя импульсов соответственно, а третьи входы первого и второго преобразователей код - длительность импульса соединены с выходами первого и второго преобразователей длительность импульса код соответственно. На фиг, 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений в различных точках устройства. Устройство содержит привод 1 каретки подвижных зеркал, интерферометр 2 сигнального канала, интерферометр 3 контрольного кангша, усилитель-формирователь 4,распределитель 5 импульсов,первый 6 и второй 7 преобразователи длительность рмпульса - код, эталонный генератор 8,первый 9 и второй 10 преобразователи код -длительность импульса и сумматор 11. На фиг. 2 приняты следующие обозл начения: а - напряжение на выходе усилителя-формирователя 4-; б и в напряжение на .выходах распределителя импульсов; г ид - напряжение на выходах преобразователей 9 и 10. Под действием основного управляющего сигнала, обозначенного отдельной стрелкой (фиг. 1) к приводу 1 каретки подвижных зеркал интерферометров сигнального 2 и контрольного 3 каналов, на выходе интерферометра 3 возникают гармонические колебания, поступающие в усилитель-формирователь 4, который формирует импульсы, поступающие в распределитель 5 импульсов, который управляет преобразователями б и 7, открывая их для прохождения импульсов эталонного генератора 8. Коды результатов сравнения и знаки кодов с преобразователей б и 7 поступают на соответствующие входы преобразователей 9 и 10, где под действием управляющих импульсов распределителя 5 импульсов и импульсов эталонного генератора 8 формируются управляющие импульсы рассогласования, которые суммируются сумматором 11 и подаются на управление приводом 1. каретки подвижных зеркал.-г, Устройство работает следующим образом. Перед началом работы с пульта управления или от ЭВМ задается код числа (фиг. 1, Код) на установочные входы преобразователей б и 7. Код числа соответствует доле периода выбранной частоты интерферометра 3 контрольного канала, заполненного импульсами эталонного генератора 8. После включения Фурье-спектрометра на выходе интерферометра 3 контрольного канала возникают гармонические колебания, из которых усилитель-формирователь 4 формирует короткие импульсы, период которых равен доле периода пармонинеских колебаний, например половине (фиг. 2а). Импульсы с выхода усилителя-формирователя 4 поступаю- в распределитель 5 импульсов, где формируются импульсы (фиг. 26, в) управления преобразователями б и 7 и преобразователями 9 и 10. Причем если в один пол у период частоты контрольного канала импульс управления поступает на преобразователь б, то этот же импульс управляет преобразователем 10, формирующим : импульс по коду-, принятому от преобразователя 7 и равному результату срйвнения в предыдущий полупериод (фиг. 2 г,д). И наоборот, импульс, управляю1ф1й преобразователем 7, управляет преобразователем 9. Широтно-модулированные таким образом импульсы рассогласования поступают на сумматор Ни суммируются. Если эти импульсы короткие, то, проходя сумматор 11 г ойи дополнительно модулируются и по амплитуде за счет конечности его полосы пропускания. Точi

ность результатов сравнения преобразователями 6 и 7 и преобразователями 3 И 10, обеспечивается высокочастотным эталонным генератором 8.

Таким образом, на управление приводом 1 каретки подвижных зеркал поступают широтно-амплитудно-модулированные импульсы рассогласования частоты кснтрбльного канала.от заданной частоты. Это позволяет устойчиво отслеживать отклонения от заданной скорости сканирования подвижного зеркала Фурье-спектрометра в условиях) .повышенных вибраций, как увеличивается скорость регулирования устрой5 ства регулирования на возмущения. Постоянство скорости подвижного зеркала обуславливает высокую фотометрическую точность Фурье-спектрометра.

Устройство регулирования скорости является универсальным для различных типов преобразователей перемещения с различными подвесками подвижного зеркала (на воздушном подшипнике, подпружиненном подвесе), что уменьшает

5 затраты на разработку и изготовление систем сканирования с высокими эксплуатационными параметрами.

Фиг. 2

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ДЛЯ ФУРЬЕ-СПЕКТРОМЕТРА, со.держащее эталонный генератор, привод каретки подвижных зеркал интерферометров сигнального и контрольного каналов, а также подключенный к выходу интерферометра контрольного канала усилитель-Формирователь, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит связанный с выходом усилителя-формирователя рас, пределитель импульсов, подключенные к, его первому и второму выходам первыми входами соответственно первый и второй преобразователи длительность импульса - код, к вторым входам крторых подключен выход эталонного гене ратора, а также первый и второй преобразователи код - длительность импульса и соединенный .первым и вторым входами с их выходами сумматор, выходом подключенный к входу привода каретки подвижных зеркал интерферометров, причем выход эталонного генератора связан с первыми входами первого и второго преобразователей код - длительность импульса вторые входы которых соединены о вторым и j первым выходами распределителя им(Л пульсов соответственно,.а третьи вхо ды первого и второго преобразователей код - длительность импульса соединены с выходами первого и второго преобразователей длительность импуль-а са - код соответственно. .