Устройство для измерения положения объекта Советский патент 1987 года по МПК G01B21/00 

ражения диафрагмы, строится на светочувствительной поверхности фотоприемника 4, выполненного на основе прибора с зарядовой связью. Фотоприемник 4 опрашивается сигналами, формируемыми блоком 5 управления. Сигнал, снимаемый с фотоприемника 4, предварительно обрабатывается блоком 9 выборки и дискриминируется по амплитуде амплитудным дискриминатором 10, Временное положение фронта сигна ла, фиксируемое компаратором 12, преобразуется блоком 3 коммутации во временной интервал, заполняемый импульсами, формируемыми частотным

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений различных объектов.

Цель изобретения - повьшение точ- ности измерения за счет уменьшения дискретности отсчета.

На фиг.1 и 2 представлены функциональная схема устройства и схема блока управления.

Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, диафрагму 2, блок 3 формирования изображения диафрагмы, фотоприемник 4, выполненный на основе прибора с зарядовой связью, блок 5 управления, состоящий из формирователя импульсов фаз, выход которого соединен с управляющим входом фотоприемника 4, формирователя 7 импульса начала опроса, частотный формирователь 8 вход которого подключен к формирователю 6 импульсов фаз, блок 9 выборки, информационный и управляющий входы которого подключе- ны соответственно к выходу фотоприемника 4 и выходу формирователя 6 импульсов фаз, амплитудный дискриминатор 10, состоящий из источника 11 опорного напряжения, компаратора/12, входы которого подключены соответственного к источнику 1 1 опорного напряжения и выходу блока 9 выборки, блок 3 коммутации, состоящий из триггера 14 J входы которого подключены соответственно к выходу компаратора 12 и вы

формирователем 8. Количество импульсов подсчитывается счетчиком 15 и регистрируется регистратором 18. Приращение амплитуды сигнала, снимаемого с блока 9 выборки, при перемещении сретовой марки в пределах светочувствительной площадки фотоприемника 4 выделяется дифференциальным усилителем 16 и измеряется аналого-цифровым преобразователем 17. Выходной код аналого-цифрового преобразователя 7 инвертируется блоком 19 инверсии кодов, суммируется в сумматоре 20 с кодом, формируемым счетчиком 15,, и индицируется индикатором 21. 2 ил.

O

t5

5

50

30

ходу формирователя 7 начала опроса, счетчик 15, информационный и управляющий входы которого подключены к выходу триггера 14 и частотного формирователя 8, дифференциальный усилитель 16, входы которого подключены соответственно к выходу блока 9 выборки и источнику 11 опорного напряжения, аналого-цифровой преобразователь 17, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя 16, регистратор 18, состояощй из блока 19 инверсии кодов, вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя 17, сумматора 20, входы которого подключены соответственно к выходу счетчика 15 и выходу блока 18 инверсии кодов инд15катора 21, вход которого подключен к выходу сумматора 20.

Устройство работает следующим образом.

Световая марка, сформированная источником I света, диафрагмой 2 и блоком 3 формирования изображения диафрагмы, перемещается при перемещении объекта (не показан) по светочувствительной поверхности фотоприем- ника 4, выполненного на основе прибора с зарядовой связью.

Частотный формирователь 8 формирует импульсы, поступающие на фор(-1Иро- ватель 6 импульсов фаз, формирующий сигналы опроса фотоприемника 4. При опросе фотоприемника 4 на его выходе

формируется последовательность импулсов, огибающая которых пропорциональна распределению освещенности по поверхности светочувствительной площадки фотоприемника 4. Последователь- ность импульсов nocTynaet на вход блка 9 выборки, который преобразует ее в ступенчато изменяюсцийся видеосигнал. Синхронизирующие импульсы с частотой равной частоте опроса фотоприемника 4, поступают на управляющий вход блока 9 выборки .с фор- (дарователя 6 импульсов фаз. Сигнал с выхода блока 9 выборки поступает на первый вход компаратора 12, на второй вход которого подается напряжение с источника опорного напряжения .

При начале опроса фотопрйемника 4 формирователь 7 начала опроса фор- мирует сигнал, перебрасывающий триггер 14 в состояние 1 и сбрасывающий в О счетчик 15. При этом счетчик 15 начинает подсчитывать количество импульсов, поступающих с час- тотного формирователя 8.

При достижении амплитуды видеосигнала первого значения, определяемого источником 1 опорного напряжения, срабатывает компаратор 12, формирую- щий сигнал, перебрасывающий триггер 14 в состояние О, выходной сигнал с которого блокирует поступление импульсов в счетчик 15. В счетчике 15 фиксируется количество импульсов, пропорциональное пространственному положению световой марки. Параллельный код, снимаемый с счетчика 15, поступает на вход сумматора 20, входящего в регистратор 18, и индициру ется индикатором 21.

При достижении видеосигнала порогового значения импульс, формируемый компаратором 12, запускает аналого- цифровой преобразователь 17 измеряю щий амплитуду разностного сигнала

между аналогом, формируемым источником II опорного напряжения, и входным видеосигналом. Разностный сигнал выделяется дифференциальным усилителем 16. Параллельный код с выхода аналого-цифрового преобразователя 17 поступает на вход блока 18 инверсии кодов, входящего в регистратор 18, осуществляющий инверсию логических сигналов. Параллельный код с выхода блока 18 инверсии кодов поступает на вход сумматора 20, выходной код с которого индицируется индикатором 2 1

Таким образом, при перемещении световой марки в пределах одной светочувствительной ячейки фотоприемника 4 амплитуда разностного сигнала,формируемого дифференциальным усилителем 16, изменяется от максимального значения до нуля, измеряется аналого- цифровым преобразователем 17 с определенным масштабным коэффициентом и индицируется индикатором 21.

Использование устройства позволя-- ет измерять перемещение объекта с разрешающей способностью, выше дискретности нанесения светочувствительных площадок фотоприемника, выполненного на основе прибора с зарядовой связью. Формула изобретения

Устройство для измерения положения объекта по авт.св. № 1067352, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено последовательно соединенными дифференциальным усилителем, аналого-цифровым преобразователем, выход которого соединен с дополнительным входом регистратора, входа дифференциального усилителя подключены соответственно к выходу блока выборки и дополнительному выходу амплитудного дискриминатора.

ffSffOtfy

Н /«, // /У 3

Редактор М.Келемеш

Составитель Т.Айсин

ТехредН.Глущенко Корректор А.Обручар

Заказ 1295/39 Тираж 678 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москваj Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения дискретности отсчета. Изображение световой марки, формируемой источником 1 света, щелевой диафрагмой 2, блоком 3 формирования изоб