Фотоэлектрическое устройство контроля лимбов Советский патент 1989 года по МПК G01C1/06 

(Л

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при построении автоматизированных систем контроля лимбов, кодовых дисков и оптических круговых шкал,

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Па чертеже представлена схема фотоэлектрического устройства контроля

лимбов.

Поворотная платформа 1 фотоэлектрического устройства контроля лимбов с жестко закрепленньп на ней преобразователем угла, например, кольцевым лазером 2, оптически связана с контролируемым лимбом 3. Первьй фотоэлектрический автоколлиматор выполнен из отрезка оптического волокна 4, фотоприемника 5 и соединен с формирователем 6 импульсов. Второй фотоэлектрический автоколлиматор выполнен из отрезка оптического волокна 7, фотоприемника 8 и соединен с формирователем 9 импульсов. Выход кольцевого лазера 2 соединен с С-входами второго 10, третьего 11, пятого 12, шестого 13 D-триггеров, входом линии 14 задерпки и вторыми входами седьмой 15 и восьмой 16 схем И через линию 14 задержки. Выход формирователя 6 импульсов соединен с С-входом первого 17 и р-входом третьего 11 D-триггеров Выход формирователя 9 соединен с С-входом четвертого 18 и D-входом шестого 13-D триггеров. D-входы перво го 17 и четвертого 18 D-триггеров подключены соответственно к собственным инверсным выходам. Прямой выход первого D-триггера 17 цодключен к D-BXO- ду второго D-триггера 10. Прямой выход четвертого D-триггера 18 подключен к D-входу пятого D-триггера 12. Выход ли{ши 14 задержки подключен к первым входам первой 19, третьей 20, четвертой 21, шестой 22 схем И и к вторым входам второй 23, пятой 24 схем П. Прямой выход второго D-тригг ра 10 подключен к второму входу первой схемы 10 И, входу мультиплексора 25 и к первому входу седьмой схемы i5,H, Инверсный вькод второго D-триг гера 10 подключен к первому входу второй схемы 23 И и к третьему входу восьмой схемы 16 И, Прямой выход третьего D-триггера 11 подключен к второму входу третьей схемы 20 И и к входу мультиплексора 25. Прямой выход пятого D-триггера 12 подключен к второму входу четвертой схемы 21 И,

0

25

входу мультиплексора 25, первому входу восьмой схемы 16 И. Инверсный выход пятого D-триггерл 12 подключен к первому входу пятой схемы 24 И и третьему входу седьмой схемы 15 И, Прямой выход шестого D-триггера 13 подключен к второму входу шестой схемы 22 И и входу мультиплексора 25, д Выход первой 19, второй 23, третьей 20, четвертой 21, пятой 24, шестой 22, седьмой 15, восьмой 16 схем И подключены к входам соответственно первого 26, второго 27, третьего 28, г четвертого 29, пятого 30, шестого 31, седьмого 32, восьмого 33 счетчиков. Выходы счетчиков подключены к входам мультиплексора 25.

Фотоэлектрическое устройство контроля лимбов работает следующим образом.

Проверяемый лимб 3 устанавливают на поворотную платформу 1 с жестко закрепленным преобразователем 2 угла кольцевым лазером). Первый и второй аэтоколлиматоры оптически связывают с источником излучения, расположенным под контролируемым лимбом (источник не показан). Включается питание системы. Излучение, модулируемое лимбом 3, при вращении поворотного устройства 1 поступает в отрезки оптических волокон 4 и 7 соответственно, электрический сигнал фотоприемников 5 и Я- поступает на формирователи 6 35 и 9 соответственно, которые вьфабатывают последовательности импульсов с произвольной скважностью и фазой. При вращении поворотного устройства 1 на выходе кольцевого лазбра 2 час- 40 тотный сигнал вида ), частота которого пропорциональна угловой скорости поворотного устройства 1. Таким образом, блоки формирователей 6 и 9 формируют импульсы, частота сле- 45 дования которых .пропорциональна частотам модулированного лимбом светового потока в точках лимба, разнесенных по длине штрихов. Кольцевой лазер 2 формирует последовательность 50 импульсов, частота следования которых пропорциональна угловой скорости платформы (импульсы углового масштаба) . Бло1си 2,6,9 формируют импульсы логического уровня. Процесс измере- 55 ия угловых интервалов между контролируемыми штрихами заключается в измерении импульсов углового масштаба, сформированных кольцевым лазером 1, последовательность Е, на интервалах

30

515290А

времени метаду всеми изменениями уровня последовательностей, сформированных блоками 6 и 9 (последователь- , ности импульсов л и л). Сигнал Л i поступает на первый D-триггер 17, где происходит деление его частоты на две и в результате получается сигнал , . в . Сигнал А поступает на четвертьш

D-триггер 18, где происходит деление его частоты на 2 и в результате получается сигнал В. Сигнал В поступает на второй D-триггер 10, где происходит синхронизация передних и задних фронтов сигнала В с ближайшим передним фронтом сигнала Е, поступающим на С-вход второго D-триггера 10. В результате на выходе второго D-триггера 10 получаем сигналы G,F . Сигнал в постзшает на пятый D-триггер 12, где происходит синхронизация передних и задних фронтов сигнала в с ближайшим передним фронтом сигнала Е, поступающим на С-вход пятого D-триггера 12. В результате на выходе пятого D-триггера 12 получаем сигналы G, f . Вьпсодные сигналы F, G второго D-триггера 10 используются для коммутации с помощью первой схемы И 19 и второй схемы И 23 на первый счетчик 26 и второй счетчик 27 последовательности импульсов Е, поступающей на первый вход первой 19 и второй вход второй 23 схем И через линию 14 задержки. Выходные сигналы F, G пятого D-триггера 12 используются для коммутации с помощью четвертой 21 схемы Н и пятой 24 схемы И на четвертый 29 и пятый 30 счетчики последовательности Ямпульсов Е, поступающей на первьп вход четвертой 21 схемы И И первый вход пятой 24 схемы И через линию задержки 14. Необходимость линии 14 задержки обусловлена тем, что она служит для исключения совпадения во времени прихода передних фронтов сигнала Е с моментами коммутации на первый 26, второй 27, третий 28, четвертьп 29, пятый 30, шестой 31, седьмой 32, восьмой 33. счетчики. В результате первым счетчиком 26 и вторым счетчиком 27 измеряются сигналы к и L соответственно. Сигнал F с единичного выхода второго D-триггера 10 поступает в вычислительное устройство 34 и используется им для определения моментов времени обслуживания первого счетчика 26 и второго счетчика 27. Сигнал f с единчипого выхода пятого D-триггера 12 поступа

, i .

5

0

5

0

5

0

5

0

5

16

ет в вычислительное устройство 34 и используется им для определения моментов времени обслуживания четвертого счетчика 29 и пятого счетчика 30 (по изменению уровня сигналов F и f, т.е. при переходе из состояния О в состояние 1 обслуживаются счетчики 26 и 29, а при переходе из состояния 1 в состояние О обслуживаются счетчики 27 и 30). Третий D-триггер 11 осуществляет привязку фронтов сигнала А к ближайшим передним фронтам А к ближайшим передним фронтам сигнала Е. Полученный таким образом сигнал М используется для коммутации с помощью третьей 20 схемы Н на третий счетчик 28 сигнала Е. В результате на вход третьего счетчика 28 поступает последовательность импульсов, сигнал N. Сигнал М с выхода третьего D-триггера 11 используется в вычислительном устройстве 34 для определения момента времени обслуживания третьего счетчика 2. Шестой D-триггер 13 осуществляет привязку фронтов сигнала А к ближайшим передним фронтам сигнала Е. Полученный таким образом сигнал М используется для коммутации с помощью шестой 22 схемы И на шестой счетчик 31 сигнала Е. В результате на вход шестого счетчика 31 поступает последовательность импульсов, сигнал N. Сигнал м с выхода шестого D-триггера 13, кроме того, используется в вычислительном устройстве 34 для определения момента времени обслугхивания шестого счетчика 31. Сигнал F , G и Е поступают на входы седьмой 15 схемы Н. На выходе седьмой 15 схемы И имеем сигнал S, поступающий на седьмой счетчик 32. Сигналы F, G и Е поступают на входы восьмой 16 схемы И. Сигналы F и G используются восьмой 16 схемой И для коммутации последовательности Е на восьмой 33 счетчик. На вькоде восьмой 16 схемы И имеем сигнал Т, поступающий на восьмой счетчик 33. Сигналы Т и S представляют собой пачки импульсов Е, количеством которых измеряется разность фаз между последовательностями А и А. В результате вычислительное устройство 34, по информации, накопленной в счет Ыках и переданной ему с помощью мультиплексора 25, может определять угловые интервалы между контролируемыми штрихами за счет измерения количества импульсов углового

715290

маситаба (последовательность Е) между передними фронтами, между передними и задними фронтами последовательности импульсов А и последовательности импульсов л (последовательности образованы двумя фотоэлектрическими от- - счетными устройствами) и между передними фронтами последовательностей А И л.

Точность измерения составляет 1 импульс углового масштаба, вырабатываемого кольцевым лазером 2 (последовательность Е) на любом измеряемом интервале (цена импульса углового масштаба составляет 0,25 угл.с.).

10

.15

Устройство позволяет повысить точность контроля за счет уменьшения составляющей погрешности, обсуслов- ленной счетом импульсов и за счет исключения погрешности установочного эксцентриситета. Кроме того, обесп чена возмолшость контроля ширины штриха.

Формула изобретения

Фотоэлектрическое устройство контроля лимбов, содержащее поворотную платформу с закрепленным на ней кольцевым лазером, первый фотозлек- трический светоколлиматор, выход которого соединен с формирователем импульсов, первый и второй счетчики, вычислительный блок, отличающееся тем, что, с целью noBbmie- ния точности контроля, введены линия задержки, с первого по шестой В-триггеры с первой по восьмую схемы И, мультиплексор, с третьего по восьмой

8

0

5

0

5

0

40

35

счетчики, второй фотоэлектрический автоколлиматор, соединенный с вторым формирователем импульсов, причем выход кольцевого лазера соединен с С-входами второго, третьего, пятого и шестого D-триггеров и с входом линии задержки, выход которой соединен с первыми входами элементов И, выход первого формирователя импул| - сов подключен к С-входу первого ri D-входу третьего D-триггеров, выход второго формирователя импульсов подключен к С-входу четвертого и D-входу шестого D-триггеров, D-входы первого и четвертого U-триггеров подключены соответственно к собственным инверсным выходам, а их прямые выходы - соответственно к D-входам второго и пятого D-триггеров, выходы второго, третьего, пятого и шестого D-триггеров подключены соответственно к вторым входам первой, третьей, шестой и восьмой схем И, выходы схем И соединены с тактовыми входами счетчиков, соответствующие выходы которых соединены соответственно с первьм - восьмым входами мультиплексора, девятый - двенадцатый входы которого соединены соответственно с выходами второго, третьего, пятого и шестого D-триггеров, выходы второго и пятого D-триггеров соединены с вторыми входами четвертой и пятой схем И, третьи входы которых соединены соответственно с инверсными выходами второго и пятого D-триггеров и вторыми входами второй и седьмой схем И, тринадцатый вход и вькод мультиплексора соединены соответственно с выходом и входом вычислительного блока.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении автоматизированных устройств контроля лимбов. Цель изобретения - повышение точности контроля. Фотоэлектрическое устройство контроля лимбов содержит поворотную платформу 1 с закрепленным на ней преобразователем 2 угла поворота, два фотоэлектрических отсчетных блока, каждый из которых состоит из отрезка 4 оптического волокна, фотоприемника 5 и формирователя 6 импульсов, а также D-триггеры, счетчики, схемы И, мультиплексор и вычислительный блок. 1 ил.

Редактор Н.Горват

Составитель В.Ярыч Техред Л.Олийнык

Заказ 7839/35

Тираж 683

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор М.Шароши

Подписное