Оптико-электронное устройство для измерения скорости перемещения объекта относительно оптически неоднородной поверхности Советский патент 1987 года по МПК G01B21/00 G01H9/00 

11350499

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости перемещения объекта относительно подсти- , лающей поверхности.

Целью изобретения является повышение точности измерений и помехозащищенности за счет использования следящей системы, поддерживающей час- ю жет быть определена по формуле тоты модуляции для поддержания нулевой разности опорной и информационной частот.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит установленные по ходу светового потока от объекта

При перемещении изображения чески неоднородной поверхности направлении, совпадающем с нап нием вращения растрового модул 3, в плоскости анализа, соглас ной с фотоприемником 6, частот нвла, соответствующая скорости ния растворового модулятора 3,

р

froM- f

15 где f

Yl 5„

приращение час за счет переме изображения, SP - шаг растра,

1 объектив 2, светоделительный элемент 3 и ра.стровый модулятор. 4, приводимый во вращение двигателем 5, два фотоприемника 6- и 7, с которыми последовательно соединены соответственно усилители 8 и 9 с полосовыми фильтрами, генератор 10 опорной частоты, фазовый детектор 11, блок 12 управления скоростью вращения двигателя, блоки 13 вычитания частот, датчик частоты вращения, состоящий из фотодиода 14 и светодиода 15, блоки 16 и 17 вычитания частот, блок 18 сравнения и электронный ключ 19,

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от- движущегося протяженного объекта 1 собирается объективом 2, разделяется на две части светоделительным элементом 3 и попадает, на диаметрально противоположные стороны растра-модулятора 4, а затем - на фотоприемники 6 и 7. Сигналы с фотоприемников 6 и 7, имеющие частоты fj и F соответственно, усиливаются усилителями 8 и 9. Сигнал с частотой f поступает на фазовый детектор 11 и на один из входов блока 16 вычитания частот, а сигнал с частотой f„ - на другой вход блока 16 вычитания частот и на один из входов блока 17 вычитания частот. На другой вход блока 17 вычитания частот поступает сигнал опорной частоты fpjy . За счет отрицательной обратной связи, которая осуществляется через фазовый детектор 11 и блок 12 управления скоростью вращения модулятора на выходе фотоприемника 6 и соответственно усилителя 8, поддерживается следующее равенство частот

f, f

Г0

(1)

жет быть определена по формуле

При перемещении изображения оптически неоднородной поверхности в направлении, совпадающем с направлением вращения растрового модулятора 3, в плоскости анализа, согласованной с фотоприемником 6, частота сиг- нвла, соответствующая скорости вращения растворового модулятора 3, моеделена по формуле

р

froM- f

(2)

где f

Yl 5„

приращение частоты за счет перемещения изображения, SP - шаг растра,

V - линейная скорость

л

перемещения .изображения поверхности объекта 1 в плоскости анализа.

25

Частота сигнала на выходе фотоприемника 7 и усилителя У определяется выражением

30

f, fp - ..f.

(3)

л у

Подставляя в формулу (3) форму- (2) ,, имеем

f,

гоч-2 f

(4)

или

f 0-f

П7Ч

-2 ..If

(5)

40 Подставляя в формулу (5) форму- .лу (1) , получают частоту сигнала на входе але.ктронного ключа

fn-f,, -2 jf

(6)

Выход ключа 19 подключен к входу регистратора (не показан), который осуществляет индикацию скорости по частоте следования импульсов.

55

Формула изс)бретения

Оптико-электронное устройство для измерения скорости перемещения объекта относительно оптически неоднородной поверхности, содержащее объектив, светоделительный элемент, модулятор с приводом, установленный

с возможностью вращения, два фотопри- емннка, установленные симметрично относительно оси вращения модулятора, два усилителя с полосовыми фильтрами, подключенные к выходам фотоприемников, генератор опорной частоты, блок сравнения и электронный ключ, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и помехозащищенности, оно снабжено датчиком модулирующей частоты, блоком регулирования скорости вращения модулятора, фазовым детектором и тремя блоками вычитания частот, при этом к первому входу первого блока вычитания частот подключен выход генератора опорной частоты, а к второму входу - выход датчика модулирующей частоты, первый вход фазового детектора соединен с выходом второго усилителя, к второму входу фазового детектора подключен выход генеРедактор С.Патрушева

Составитель В.Чулков Техред Л.Олийнык

Заказ 5249/40Тираж 677Подписное

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

ратора опорной частоты, первый вход блока регулирования скорости вращения модулятора соединен с выходом

фазового детектора, выход блока регулирования скорости вращения модулятора подключен к обмотке управления привода модулятора, выходы первого и второго усилителей подключены

к входам второго блока вычитания частот, выход второго усилителя с полосовым фильтром соединен с первым входом третьего блока вычитания частот, а второй вход третьего блока

вычитания частот соединен с выходом генератора опорной частоты, выходы второго и третьего блоков вычитания частоты подключены к входам блока сравнения, выход которого соединен с

управляющим входом электронного ключа, с коммутируемым входом которого соединен выход второго блока вычитания частот.

Корректор М.Демчик

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости перемещения объекта относительно подстилающей поверхности. Цель изобретения - повышение точности измерений и помехозащищенности за счет использования следящей системы, поддерживающей частоты модуляции для поддержания нулевой разности опорной и информационной частот. Устройство, содержащее объектив 2, светоделитель- ный элемент 3, растровый модулятор 4 с приводом 5, осуществляет измере-. . ние скорости перемещения .путем сравнения частоты сигналов с двух фотоприемников 6 и 7, которые регистрируют излучение оптически неоднородной поверхности. Частота вращения - растрового модулятора 4 регулируется с помощью системы обратной связи с фазового детектора 11 через блок 13 вычитания частот и датчик частоты вращения. 1 ил. с $ (Л со СП о ;о QO