Интерференционный датчик линейного перемещения объекта Советский патент 1984 года по МПК G01B21/00 

111 Изобретение относится,к измерител ной технике и может быть использован Для измерения линейных перемещений различных объектов. По основному авт. св. (С 838.325 известен интерференционный датчик ли нейного перемещения объекта, содержа щий источник когерентного света, све тоделитель, делящий световой поток на две ветви, и неподвижные отражате ли, установленные в этих ветвях, све тосоединитель и фотоприенник, жестко связанные с объектом, и счетчик, три линзы, первая из крторых располо жена между источником света и светоделителем, вторая и третья - в каждои из ветвей между светоделителем, и неподвижным отражателем, а светосоединителъ выполнен в виде двух« гранного зеркала, одна из граней которого полупрозрачна jjlj . Недостатком известного датчика яв ляется невысокая точность измерения, огра1 1чиваемая тем, что подсчет ведется тольк.о целого чисЛа перемещаю- щихсяинтерференцконнык полос. Цель изобретения - повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, «то интерференционный датчик- линей-ного перемещения объекта снабжен дополнительным счетчиком, блоком управления,- D -триггером, синхронизирующий вход которого подключен к выходу блока управления, инфЬрмационный вход связан с вькодом фотоп емника, выход D -триггера соединен с входом счетчика, информащюнный вход дополнительного счетчика подклиочен к выходу блока управления, .ус тановочный вход связан с выходом фотоп$ иемника, фотоприейник выполнен в виде сканистора, делительная шина крторого подключена к выходам блока управления. На фиг. 1 представлена функциональная схема датчика на фиг. 2 временные диаграммы работы датчика. Датчик содержит источник 1 когерентного света, оптически связанные линзу 2, светрделитель 3, линзы 4 и 5, неподвижные отражатели 6-9, свето срйдинитель 10, объектив 11, сканнстор 12, блок 13 управления, состоящий из последовательно соединенных генератора 14, делите ш 15, блока 16 опроса, источника 17 смещения, выходы блока 16 опроса и источника 17 смещения соединены с делительной шиной сканистора 12, формирователя 18, вход которого подключен к выходу делителя 15,, последовательно соединенные блок f9 вьщеления сигнала, пороговый блок 20,3) -триггер 21, счетчик 22, решающий блок 23, цифроаналоговый преобразователь 24, индикатор 25, вход блока 19 вьщеления сигнала подклк чен к выходу сканистора 12, последовательно соединенные формирователь 26 и дополнительный счетчик 27, выход которого соединен с входом решающего блока 23, а информационный вход счетчика 27 подключен к выходу генератора 14, вход формирователя 26 подключен к выходу порогового блока 20, синхрош зирующий вход D-триггера 21 подключен к выходу формирователя 18. Датчик работает следунщим образом. Источник 1 когерентного света формирует световой пучок, который, пройдя линзу 2, расщепляется светоделителем 3 на два пучка, которые, пройдя линзы 4 и 5 и отразившись от отражателей 6-9, интерферируют на светосрединителе 10 и направляются через объектив 1.1 на светочувствит.ельную поверхность сканистора 12. Генерётсч) 14 формирует импульсы, которые делятся делителем 15 и поступают на блок 16 опроса, формирую- . щего напряжение опроса сканистора 12, к делительной шине которого подклю- чен источник 17 смещения. Объектив 11 формирует на счеточувствительной поверхности сканистора 12 как минимум изображе1ше двух интерференционных полос. При переме&1еш1и объекта, связанного со светосоединителем 10, объективо 1 11 и сканистором 12, по светочувствительной поверхности сканистора 12 перемещаются полосы. Изображение интерфе ренционных полос преобразуется сканистором 12 в видеосигнал, амплитуда которого связана с распределением освещенности на светочувствительной поверхности сканистора 12. Сигнал, снимаемый со сканистора 12, поступает в блок 19 выделения сигнала, и преобразуется пороговым блоком 20 в напряжение прямоугольной формы, которое поступает на информационный вход Р -TjHirrepa 21, на синхронизирующий вход которого через формирователь 18 поступают импульсы опроса.

311281

связанные с частотой опроса ска1шстора 12.

При изменении амплитуды сигнала на выходе порогового блока 20 В -триг-5 гер 21 переключается. Количество переключений фиксируется счетчиком 22 и равно числу интерференционных полос, переместившихся относительно светочувствительной 1ШО1цадки ск-алистора 10 12, т.е. пропорционально перемещению объекта. Дробная часть полосы подсчитывается дополнительным счетчиком 27 и пропорционально временному интервалу, начало которого, определяется is формирователем 26 и связано с време-. нем формирования переднего фронта сигнала, формируемого пороговым блоком 20, а окончание определяется- временем формирования стробирующего 20 сигнала формирователем 18.

4

При формировании сигнала формирователем 26 счетчик 27 сбрасывается и далее заполняется импульсами, поступающими с генератора 14.

При формировании импульса опроса, формируемого формирователем. 18, содержимое счетчика 22, пропорциональное целому числу интерференционных полос, и счетчика 27, пропорциональное дробному числу интерференционной полосы, переписывается в ре111а1ощий блок 23, информация с которого преобразуется цифроаналоговым преобразо вателем 24 и поступает на индикатор. 25.

Таким образом, за счет предлагаемого выполнения схемы и применения сканистора, повьппа ется точность измерения перемещения объекта, измеряется дробная часть интерференционной полосы.

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНРГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА по авт. ев о № 838325, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен дополнительным счетчиком, блоком управления, iD -триггером, синхронизирукхций вход которого подключен к выходу блока управлешя, информационный вход связан с выходом фотоприемника, выход D -триггера соединен с входом счетчика, информационный вход дополнительного счетчика подключен к выходу блока управления, установочный вход связан с выходом фотоприемнйка, фотоприемник выполнен в виде сканистора, делительная шина подключена к выходам блока управления.

Фиг, 2

Напра /гекае пере ещсмил