Способ дистанционной поверки линейных мер Советский патент 1987 года по МПК G01B21/02 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к поверке линейных мер.

Цель изобретения - повьшение точности и упрощение поверки за счет применения одной зондирующей частоты.

На фиг. изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ дистанционной поверки линейных мер применительно к штриховым мерам; на фиг. 2 - графики сигналов.

Устройство содержит последовательно соединенные приемник I эталонной . частоты и синтезатор 2, последовательно соединенные оптический квантовый генератор 3 и первый модулятор 4, второй вход которого связан с первым выходом синтезатора 2, светоделитель 5, поверхность 6, ограничивающую раз

и третьего модуляторов 10 и П соответственно связаны с входами фотоприемников 12 и 13, а второй вьпсод синтезатора 2-е входом третьего

5 модулятора 11, сигнал с частотой f используется для модулирования светового сигнала оптического квантового генератора 3 модулятором 4.

С помощью светоделите:гя 5 свето 0 вой сигнал, прощздший через модулятор 4, направляют на поверхность 6, ограничивающую размер меры 7, расположенной на каретке 8, и на модулятор 10.

При этом микроскоп 9 нацелен на параллельный штрих меры. Сигнал, отраженный от поверхности 6, направляют на модулятор Ю. Модуляторы 10 и 11 управляют частотой f,,, получаемой

25

мер меры 7, установленной на каретке 20 от синтезатора 2.

8, микроскоп 9, второй и третий мо- В общем случае в спектре светово- дуляторы 10 и 11, два канала обработки сигнала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных фотоприемника 12 (13) с резонансными усилителями, детектора 14 (15), блока 16 (17) формирования импульсов и блока 18 (19) наделения оси симметрии импульсов, логический блок 20, вычислительный блок 21. Вторые выходы второго модулятора 10 и третьего модулятора 4 связаны с вторым входом

го сигнала на выходе модуляторов 10 и 11 происходит биение нескольких

частот f,; f, + ivf; f + 2 f, + + 3 &f; и т.д., TO же относительно гармоник 2 f,; 3 f и т.д. Кроме того, в спектре содержатся гармоники if; 2 &f; 3 и т.д., где ь ,

вычислительного блока 21, первый вход которого связан с выходом логического блока 20. Первые выходы второго

Л) Световые сигналы с модуляторов 10 и 1I попадают соответственно на входы токоприемников I2 и 13 с резонансными усилителями. В общем виде сигналы на входе фотоприемников 12 и 13 U(t

35 и Ц (t) имеют следуюптие виды:

xsint(t + ) +Q

де Е - интенсивность света на.

входе модулятора 4; - амплитуды 1, j-ro колебаний гармоник; Q. -j фазы колебаний гармоник;

А, А.

403 2|Г &f; с - скорость света; t - время;

0.,0. - фазы результирующих колебаний;

, Е - величина оптического пути 1 1

от точки расщепления лучей светоделителей до мои третьего модуляторов 10 и П соответственно связаны с входами фотоприемников 12 и 13, а второй вьпсод синтезатора 2-е входом третьего

модулятора 11, сигнал с частотой f используется для модулирования светового сигнала оптического квантового генератора 3 модулятором 4.

С помощью светоделите:гя 5 световой сигнал, прощздший через модулятор 4, направляют на поверхность 6, ограничивающую размер меры 7, расположенной на каретке 8, и на модулятор 10.

При этом микроскоп 9 нацелен на параллельный штрих меры. Сигнал, отраженный от поверхности 6, направляют на модулятор Ю. Модуляторы 10 и 11 управляют частотой f,,, получаемой

от синтезатора 2.

В общем случае в спектре светово-

го сигнала на выходе модуляторов 10 и 11 происходит биение нескольких

частот f,; f, + ivf; f + 2 f, + + 3 &f; и т.д., TO же относительно гармоник 2 f,; 3 f и т.д. Кроме того, в спектре содержатся гармоники if; 2 &f; 3 и т.д., где ь , .

В общем случае в спектре светово-

Л) Световые сигналы с модуляторов 10 и 1I попадают соответственно на входы токоприемников I2 и 13 с резонансными усилителями. В общем виде сигналы на входе фотоприемников 12 и 13 U(t)

35 и Ц (t) имеют следуюптие виды:

дуляторов 10 и 1, соответственно.

На фиг. 2а, б показаны формы кри- 0 вых U.(t) и V,(t)

В детекторах 14 и 15 сигналы соответственно детектируются; на фиг. 2в,г приведены формы сигналов после детектирования. В блоках 16 и 17 эти сиг- 55 налы формируются (фиг. 2д,е) и затем находятся центры (оси симметрии импульсов) вблоках 18и19 (фиг. 2ж,з), В логическом блоке 20 вьфабатьта-i ются электрические импульсы, передние фронты которых соответствуют центрам импульсов с первого канала, а задние фронты - центрам импульсов с второго канала.(фиг, 2к). В вычисли, тельном блоке 21 с помощью одной из частот, например f , определяется и затем усредняется длительность импульсов (соответствующая разности расстояний {j- ).

I После этого перемещается каретка 8 до тех пор, пока микроскоп 9 не

. будет нацелен ни конечный штрих меры 7, Операция измерения повторяется, определяется и усредняется длительность импульсов, соответствующая раз ности расстояний ( Е - I, ), где Z - величина оптического пути от точки расщепления светоделителя 5 до модулятора 11 после перемещения каретки. По разности этих двух длин

(г; - ) - ч -

судят о длине меры.

Формула изобретения

Способ дистанционной поверки ли- ейных мер, заключающийся в том, что

эталонной частотой модулируют поток излучения, полученный информационный поток излучения направляют на поверяемую линейную меру и получают две пачки импульсов от начала и конца меры, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и упрощения поверки, формируют промоду- лированный эталонной частотой опорный поток излу чения, синтезируют, вторую частоту, близкую первой, модулируют ею опорный и отраженный информационный потоки излучения, промодулирован- ные эталонной частотой, преобразуют оптические сигналы от этих потоков в электрические импульсы, в каждой, из пачек импульсов от начала и конца меры усредняют значения временных интервалов между центрами импульсов, полученных от опорного и отраженного информационных потоков, а длину меры .определяют по разности усредненных временных интервалов двух пачек пульсов.

Фиг 2

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к поверке линейных мер. Цель изобретения - повышение точности и упрощение поверки за счет применения одной зондирующей частоты. Цель достигается за счет того, что по каналам связи передают эталонную частоту, в пункте приема частоты синтезируют вторую близкую ей частоту, световой сигнал, про- модулированный первым модулятором частотой f через светоделитель. направляют на поверхность, огра- ничивающую размер меры, и на второй модулятор, отраженный от поверхности световой сигнал направляют на третий модулятор, вторым и третьим модуляторами световые сигналы вторично модулируются частотой f., дважды промодулированные световые сигналы с помощью фотоприемников преобразуют в электрические сигналы, соответственно детектируют, формируют, вьщеляют временные центры электрических импульсов, в обоих каналах измеряют промежутки времени между центрами импульсов, полученных с разных каналов, результаты измерений усредняют, перемещают поверхность, ограничивающую размер меры с одного конца на другой, операцию измерения усредненного промежутка времени между центрами повторяют; по разности усредненных промежутков времени судят о длине. 2 ил. S е (Л с Ю со 00 сд 4 i4

Составитель Е. Глазкова Редактор С. Патрушева Техред м.Ходанич Корректор И. Эрдейи

Заказ 876/41Тираж 678Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

ПО-делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4