«124
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточных измерений линейных перемещений.
Цель изобретения - повышение быст- родействия измерений за счет определения направления перемещения в каждом цикле модуляции.
„ , , ,Измеритель работает следующим обНа фиг,- представлена функциональ- ,Q . v
ная схема измерителя; на фиг.2 - вре- менные диаграммы сигналов, формируе- ,мых блоком синхронизации; на фиг.За- временная диаграмма, поясняющая характер модуляции интерференционной полосы; на фиг.36 - временная диаграмма сигнала, фор шруемого на выходе фотоприемника; н а фиг.4 - временные диаграммы сигналов, формируемых . на выходах блоков сложения,-вычитания пороговых устройств; на фиг.5 - времен ые диаграммы сигналов, форми- руемых на выходе пороговых у стройств и в блоке регистрации.
Измеритель содержит оптически связан1-1ые оптический блок 1 ., выполненный в виде интерферометра,, модулятор 2 изображения, выполненный в виде узкой щели, фотоприемник 3, усилитель 4, вход которого подклю-. чек к фотоприемнику 3, первое 5 и второе 6 запоминающие устройства, информационные входы которого подключены к выходу усилителя 4, блоки 7 и 8 сложения и вычитания, входы которьпс подключены к выходам первого и второго запоминающих устройств, пороговые устройства 9 и 10, входы KOTopbDc подключены соответственно к выходам блоков 7 и 8 сложения и вычитания, третье 11 и четвертое 12 запоминающие устройства, информационные входы которых подключены соответственно к выходам пороговых устройств 9 и 10, блок 13 регистрации, выполненный в виде логического узла 1Д, входы которого подключены к выходам третьего и четвертого запоминающих устройств, и реверсивного счетчика 15, вход управления и ,счет1-1Ь й вход которого подключены к выходу логического узла, блок 16 Синхронизации, первый выход которо- ,го с модулятором изображения, второй выход соединен с входом сброса первого 5 и второго 6 запоми- устройств, третий выход сое- Д1: 1нен С управляющим входом первого запоминающего устройства 5, четверts
20
25
30
35
40
45
50
55
Интерференционные полосы, формируемые интерферометром 1 , сканиру7от- ся модулятором 2 изображения в диапазоне меньше половины ширины интерференционной полосы (фиг,За).
Модулированный по интенсивности участок излучения преобразуется фотоприемником 3 в злектрический сигнал, поступающий на информационньге входы первого 5 и второго 6 запоминающих устройств. Модуляция интерференционных полос проводится по закону , близкому к трапецеидальному. Модулирующее напряжение поступает на модулятор 2 изображения с первого выхода блока 16 синхронизации.
В момент времени t (фиг,2) блок 16 сншсронизации формирует первый импульс, по которому первое запоминающее устройство 5 запоминает текущее значение электрического сигнала, поступающего с фотоприемника 3 через ус1шитель 4.
В момент времени t (фиг.2) блок 16 синхрогшзации формирует второй импульс, по которому второе запоминающее устройство 6 запоминает текущее значение электрического сигнала, поступающего с усилителя 4. Блоки 7 и 8 сложения осуществляют сложение и вычитание напряжений, запомненных первым и вторым запоминающими устройствами.
При смещении интерференцион1шх полос относительно оси сканирова1гая модулятора 2 изображения на выходе блоков 7 и 8 сложения и вычитания периодически: с частотой сканирования формируются сигналы, сдвинутые один от- носителъно другого на четв-ерть периода интерференционных полос, которые преобразуются в прямоугольные импульсы пороговыми устройствами 9 и 10.
В момент времени t (фиг,2) блок Т6 синхронизации формирует третий импульс, по которому третье 11 и четвертое 12 запоминающие устройства затый выход соединен с управляющим входом второго запоминающего устройства 6, пятый выход соединен с управляющими входами третьего 11 и четвертого 12 запоминающих устройств. Измеряется перемещение объекта 17, оптически связанного с интерферометром 1 .
0
5
0
5
0
5
0
5
Интерференционные полосы, формируемые интерферометром 1 , сканиру7от- ся модулятором 2 изображения в диапазоне меньше половины ширины интерференционной полосы (фиг,За).
Модулированный по интенсивности участок излучения преобразуется фотоприемником 3 в злектрический сигнал, поступающий на информационньге входы первого 5 и второго 6 запоминающих устройств. Модуляция интерференционных полос проводится по закону , близкому к трапецеидальному. Модулирующее напряжение поступает на модулятор 2 изображения с первого выхода блока 16 синхронизации.
В момент времени t (фиг,2) блок 16 сншсронизации формирует первый импульс, по которому первое запоминающее устройство 5 запоминает текущее значение электрического сигнала, поступающего с фотоприемника 3 через ус1шитель 4.
В момент времени t (фиг.2) блок 16 синхрогшзации формирует второй импульс, по которому второе запоминающее устройство 6 запоминает текущее значение электрического сигнала, поступающего с усилителя 4. Блоки 7 и 8 сложения осуществляют сложение и вычитание напряжений, запомненных первым и вторым запоминающими устройствами.
При смещении интерференцион1шх полос относительно оси сканирова1гая модулятора 2 изображения на выходе блоков 7 и 8 сложения и вычитания периодически: с частотой сканирования формируются сигналы, сдвинутые один от- носителъно другого на четв-ерть периода интерференционных полос, которые преобразуются в прямоугольные импульсы пороговыми устройствами 9 и 10.
В момент времени t (фиг,2) блок Т6 синхронизации формирует третий импульс, по которому третье 11 и четвертое 12 запоминающие устройства за31
поминают сигнал, формируемый пороговыми устройствами 9 и 10.
В момент времени t (фиг. 2) блок 16 синхронизации формирует четвертый импульс, по которому первое 5 и второе 6 запоминающие устройства сбрасы ваются в исходное нулевое состояние.
Таким образом, за счет запоминания и обработки напряжений, формируе мых на выходе фотоприемника. 3, в моменты времени, связанные с крайними положениями элемента сканирования модулятора 2 изображения, на выходе третьего 11 и четвертого 12 запоминающих устройств формируются прямоугольные сигналы, период которых равен периоду интерференционных полос, а взаимнь1й сдвиг на 90° позволяет определить направление перемещения.
Сигналы, формируемые на выходе третьего 11 и четвертого 12 запоминающих устройств, поступают на входы логического узла 14, входящего в блок 13 обработки.
Логический узел 14 вьщеляет передние и задние фронты At, Ai сигналы, снимаемого с тре гьего запоминающего устройства 11 (фиг.5), и определяет направление перемещения путем логических операций.
Одному из направлений перемещения объекта 17 соответствует .сигнал логической 1 при вьтолнении условия
,(иТ2 ЛАТ) V (U12A АО.
Противоположному направлению перемещения соответствует сигнал логической 1 при выполнении условия
(U12 ЛАТ) V (U12A АО.
Сигнал направления знака перемещения поступает на знаковый вход реверсивного счетчика 15, на информационный вход которого поступают импульсы, сформированные по переднему
45882 , . 4
и заднему фронтам сигнала, снимаемого с третьего запоминающего устройства 12 с помощью логического узла 1 4 .
5 Использование предлагаемого устройства позволяет повысить быстродействие измерений за счет определения направления перемещения в каждом цикле модуляции. 10
Формула изобретения
Измеритель перемещений, содержащий оптически связанные оптический 15 блок, модулятор изображения, фото- приемник, блок синхронизации, первый выход которого соединен с модулятором изображения, и блок регистрации, отличающийся тем, 20 что, с целью повышения быстродействия, он снабжен первым и вторым запоминающими устройствами, информа- дионные входы которых подключены к фотоприемнику, блоками сложения и
25 вычитания, входы которых подключены к выходам первого и второго запоминающих устройств, двут 1я пороговыь&. устройствами, входы которых подключены соответственно к выходам бло0 ков сложения и вычитания, третьим и четвертым запоминающими устройствами, информационные входы которых подключены соответственно к выходам пороговых устройств, входы блока регистрации соединены с выходами третьего и четвертого запоминающих устройств, блок синхронизации снабжен четырьмя выходами, второй выход блока синхронизации соединен с вхоп дом сброса первого и второго запоминающих устройств, третий выход - с управляющим входом первого запоминающего устройства, четвертый-вьрсод- с заправляющим входом второго запоми5 нающего устройства, пятый выход - с управляющими входами третьего и четвертого запоминающих устройств.
5
Фиг.г
а
П
иц о
Измеритель перемещений может быть использован для высокоточных измерений линейных перемещений различных объектов. Целью изобретения является повьшение быстродействия измерений за счет определения направления перемещения в каждом цикле модуляции. Оптический блок 1, связанный с объектом 17, формирует интерференционные полосы, сканируемые по фотоприемнику 3 модулятором 2 изображения. Сигнал, снимае мый с фотоприем-Т /г./ ника 3, усиливается усилителем 4. Амплитуды сигналов в крайних положениях сканирования интерференционной полосы запоминаются запоминающими устройствами 5 и 6, управляемыми блоком 16 синхронизации. Сигналы с запоминающих устройств складываются и вычитаются блоками 7 и 8 сложения и вычитания, преобразуются в прямоугольные импульсы пороговыми устрой- ствами 9 и 10 и запоминаются в каждом цикле сканирования запоминающими устройствами 1 и 12, на выходе которых формируются две последовательности прямоугольных импульсов, сдвинутых один относительно другого на 90 . Последовательности прямоугольных импульсов поступают в блок 13 регистрации, который регистрирует величину и направлелие перемещения. 5 ил. i (О ГчЭ 4 сл 00 00 ю
Фиг.Ц
U11
шг
At
л
Редактор А.Коэориз
Составитель Т;Айсин Техред М.Ходанич
Заказ 3985/31Тираж 670 . Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Корректор М.Пожо
| Фотоэлектронное измерительное устройство | 1982 |
|
SU1029005A1 |
| Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
