Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/64 

Изобретение относится к автомаическому измерению перемещений, разеров деталей с помощью систем форирования интерференционньк или уаровых растровых полос.

Цель ийобретения - повьголение раэ- решаюа1ей способности преобразователя.

На фиг.1 показана схема фотоэлектрического преобразователя перемеще- ния в код; на фиг.2 - временные диаграммы работы преобразователя.

Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код содержит фотодатчик , дифференциальные усилители 2 и 3, сумматоры 4 и 5, умножители 6 - 9, сумматор 10, триггеры 11 - 14, преобразователь 5 кода.

Преобразователь работает следующим образом.

При измерении перемещений на выходе фотодатчика 1 формируются четыре синусоидальных сигнала, сдвинутых один относительно другого на 90 эл.град,, которые попарно проти- вофазно подаются на входы дифференциальных усилителей 2 и 3, на вько- дах формируются соответственно два сигнала U, и Uj, сдвинутых один относительно другого на 90 эл.град. (фиг,2 а,б).

А sin I

и - А со 13

Подаваемые на входы сумматора 4 сигналы и, и и складьшаются и «вычитаются,в результате чего на его выходах получаются сигналы

и, В sin(e + ) и 4

и В cos (е + --)

Кроме того, сигналы и,и U перемножаются в умножителе 6, а сигналы и 5 и и - в умножителе 7. В результате на выходе умножителей 6 и 7 соответственно получаются сигналы (фиг.2 в,г)

и 2С sin0. COS0 С sin 2в ; Ug 2С since + ) . cosCe + |-) С. cos 26 .

Сигналы Uj и Uj подаются на входы сумматора 5 и умножителя 8. В сумматоре 5 зти сигналы склгщьюаются и вычитаются (как это происходит с

сигналами U и U. в сумматоре 4) и на его выходах получаются сигналы и D sin (20 + --7-) и и„

(Ц.

D cos(2e + -7-) (фиг.2 д.е)..

Далее сигналы U, и Ug подаются на входы умножителя 9, В умножителях 8

и 9 сигналы 11, Ug и U , U соответственно попарно перемножаются и на их выходы выдаются сигналы (фиг.2 ж,з): Uij Е sin 46- на выходе умножртеля 8 и 11 Е cos 49

на выходе множителя 9.

Сигналы Ug , U,Q попадают на вход сумматора ;0, где их складьшают и вычитают. В результате на выходах сумматора IО получают сигналы U,,

тг

g sin(46 + -) и и, g cos (46 +

+ ) (фиг. 2 и.к . Далее два сигнала U., и и

10

с выходов умножителей

8 и 9 и два сигнала U, и и,

выхода сумматора 10 подаются соответственно на входы триггеров 11-14. Последние формируют четыре пары прямоугольных противофазных сигналов

Гфиг.2 л,м,н,о,п,р,с,т), сдвинутых один относительно другого на 45 эл. град., что соответствует пространственной фазе в - шага интерференционных или муаровых полос. Эти сиг- налы поступают на вход преобразователя 15 кода, в котором Формируется последовательность из 32 счетных импульсов (фиг . 2 у) при перемещении

на один шаг интерференционных или муаровых нолос.

Между установленными дополнительно двумя умножител.ями 8-9 с сумматором 10 и триггерами 11-14 можно подключать неограниченное число цепей, каждая из которых состоит из двух умножителей и одного сумматора, соединяя входы умножителей такой цепи с выходами двух умножителей и сумматора предыдущей ан.алогичной цепи.

Выходы умножителей и сумматора послед - ней цепи подключают соответственно к входам триггеров 11-14.

Подключение каждой такой цепи позволяет дробить шаг муаровых или интерференционных полос еще в два раза, обеспечивая еще большую разрешающую способность устройства. При использовании данного фотоэлектрического преобразователя совместно с муаровыми растровыми решетками с шагом 10 мкм получена разрешающая способность при измерении перемещений 0,312 мкм. Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий фотодатчик, выходы которого соединены с входами дифференциальных усилителей вькоды которых соединены с первым и вторым входами первого умножителя и первого сумматора, выходы которого соединены с первым и вторыми входами второго умножителя, выходы первого и второго умножителей соединены с входами второго сумматора, четыре триггера, выходы которых соединены с

входами преобразователя кода, выходы которого являются выходами фотоэлектрического преобразователя перемещения в код, отличающийся

тем, что, с целью повышения разрешаю- ш;ей способности преобразователя, в него введены третий сумматор, третий и четвертый умножители, выходы первого и второго умножителей соединены

соответственно с первым и вторым входами третьего умножителя, выходы второго сумматора соединены с первым и вторым входами четвертого умножителя, выходы третьего и четвертого умножителей соединены с входами соответственно первого и второго триггеров и первым и вторым входами третьего сумматора, выходы которого соединены с входами третьего и четвертого трип еров.

Изобретение относится к автоматическому измерению перемещений размеров деталей с помощью систем формирования интерференционных и муаровых растровых полос. Целью изобретения является повьшение разрешающей способности преобразователя. Для этого в фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий фотодатчик 1, дифференциальные усилители 2,3, сумматоры 4,5, умножители 6,7, триггеры 11-14, преобразователь 15 кода, введены умножители 8,9 и сумматор 1 О. Поставленная цель достигается тем, что с помощью умножителей 8,9 и сумматора 10 обеспечивается формирование дополнительных выходных импульсов на единицу входного перемещения при одинаковой с известной конструкции остальных блоков преобразователя. 2 ил. (Л 00

I М I } N1 I } { 1 i М ( I I { I ( I I (Г

вниипи

фиг. 2

Заказ 2878/55 Тираж 901 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, А