Устройство для определения направления смещения подвижного отражателя лазерного интерферометра Советский патент 1991 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения направления смещения подвижного отражателя оптического интерферометра.

Цель изобретения - повышение надежности и достоверности определения направления движения в начальный момент работы за счет исключения неинформационных импульсов.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит первую и вторую параллельные цепи, каждая из которых состоит из формирователей 1 и 2 строб-импульсов и триггеров 3-6, схем 7 и 8 совпадения, входы управления которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами RS-триггера 9. Входы формирователей 1 и 2 строб-импульсов соединены с соответствующими входами схем 7 и 8 совпадения, а входы R установки О триггеров 3-6 соединены с выходами соответствующих формирователей. Входы R и S триггера 9 соединены с прямым выходом триггеров 4 и 6.

Устройство работает следующим образом.

При движении интерференционных полос через диафрагмы двух фотоприемников (не показаны) они формируют два синусоидальных сигнала, сдвинутых по фазе на некоторый угол, зависящий от положения диафрагм фотоприемников. Пусть на вход первой и второй цепей поступают два синусоидальных сигнала, причем сигнал, поступающий на вход первой цепи, опережает по фазе сигнал, поступающий на вход второй цепи (см. фиг. 2 а и а1, II часть диаграммы). Сигналы первой и второй цепей поступают на входы формирователей 1 и 2 строб-импульсов, причем формтирователь 1 формирует последовательность строб- импульсов по переднему и заднему фронтам сигнала первой цепи (см. фиг. 2(5, II часть диаграммы), а формирователь 2 - по переднему и заднему фронтам сигнала втоО

о со

ь.

Ю XI

рой цепи (см. фиг. 2(3). Импульсы с выхода формирователя 1 поступают па счетный вход С триггера 3 и на вход R установки О триггеров 5 и 6, а импульсы со входа формирователя 2 поступают на счетный вход С триггера 5 и на входы R установки 3 и 4.

Такая последовательность включения приводит к тому, что каждый последующий по времени импульс с первой цепи является сигналом для установки триггеров 4 и 6 в О, а импульс, проходящий по второй цепи, является сигналом для установки триггеров 3 и 4 в О. Такая последовательность срабатывания возможна лишь при движении синусоидальных сигналов в одну сторону, что соответствует движению интерференционных полос через диафрагмы фотоприемников в одну сторону. При этом на выходах триггеров 4 и б остается низкий логический потенциал, В результате RS-триггер 9 сохраняет свое предыдущее состояние, а на его прямом и инверсном выходах хранится либо О, либо 1, и схемы 7 и 8 совпадения также сохраняют свой потенциал, т.е. одна из них открыта для прохождения импульсов со входа формирователя, а другая закрыта. Например, в начальном состоянии открыта для прохождения импульсов схема 7 (соответственно на прямом выходе RS-триггера 9 хранится логическая 1) совпадения, и сигналы со входа формирователя 1 проходят через нее на вход реверсивного счетчика (на чертеже не показан), который считает количество интерференционных полос при движении подвижного отражателя в одну сторону.

При изменении направления движения подвижного отражателя интерферометра происходит следующее. В начальной ситуации поступающий на вход сигнал первой цепи (см. фиг. 2а, ll-часть диаграммы) опережал по фазе сигнал, поступающий на вход второй цепи (см. фиг. 2а , I часть диаграммы), на некоторый угол р. Смена фаз сигналов произошла в момент времени TI, с которого сигнал во второй цепи начинает опережать по фазе сигнал в первой цепи на угол р. При этом последовательность импульсов, поступающая на входы триггеров 3 и 4, будет нарушена (см. фиг. 2о I и фиг. 2(5, II часть диаграммы), в результате чего триггер 4 примет импульс ds, а триггер 6 - импульс cU (см. фиг. 2сГИ часть диаграммы) , так как сигнал d5(cM. фиг. 2dT II часть диаграммы) установки триггеров 4 и 6 в О не успевает пройти на их входы R, что приводит к перемене логического уровня на выходе триггера 6, установке на его выходе логической 1 (высокий логический потенциал).

Наличие сигнала на R-входе триггера 9 в соответствии с предыдущим его состоянием вызовет срабатывание триггера 9, что приводит к смене потенциалов на выходах схем 7 и 8 совпадения, т.е. по сравнению с предыдущим состоянием одна из них закроется для прохождения сигналов с входа

формирователя, а другая откроется, т.е. импульсы будут проходить на другой вход реверсивного счетчика, который будет подсчитывать количество интерференционных полос, при движении подвижного

отражателя в противоположную сторону относительно предыдущего состояния. Для случая смены фаз (см. фиг. 2 - I часть диаграммы) отличие от предыдущего заключается в том, что парные импульсы di

и d2 фиксируются триггерами 3 и 4, в остальном устройство работает так же. Таким образом, в той цепи, где импульсы опережают по фазе импульсы другой цепи, импульсы будут пропускаться на вход реверсивного счетчика. При включении устройства и указанном выше исходном состоянии триггера 9 возможен начальный сдвиг фаз между сигналами, показанный на фиг. 2a-2a-l часть диаграммы, тогда

при смене направления движения подвижного отражателя и соответственно смене фаз сигналов триггер 9 не переключится, а установится соответствие: опережающие импульсы будут пропускаться на вход реверсивного счетчика. В устройстве триггеры 3-6, 9 могут быть реализованы с помощью микросхем К 76ТМ1. Схемы сравнения выполнены на микросхемах К176ЛА7, формирователи строб-импульсов могут быть

выполнены на основе двухпорогового компаратора,

Формула изобретения Устройство для определения направления смещения подвижного отражателя лазерного интерферометра, содержащее первую, вторую цепи, каждая из которых включает формирователь строб-импульсов, первый и второй триггер, схемы совпадения, первый и второй входы устройства являются входом формирователя строб-импульсов и схемы совпадения первой, второй цепей соответственно, первый и второй триггеры в цепях соединены последовательно, выход формирователя строб-импульсов в каждой из цепей соединен с тактовым входом соответствующего первого триггера и входами установки нуля каждого из триггеров в другой цепи, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и

достоверности определения направлениятриггера первой и второй цепей соответстдвижения подвижного отражателя вначэль-венно, а прямой и инверсный выходы соный момент работы, оно снабжено RS-триг-единены с управляющим входом схем

гером, входы установки единицы и нулясовпадения соответственно первой и втокоторого соединены с выходом второго5 рой цепей.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения направления смещения подвижного отражателя оптического интерферометра. Цель изобретения - повышение надежности и достоверности определения направления движения в начальный момент работы за счет исключения импульсов. Использование устройства позволяет повысить надежность и достоверность определения направления движения подвижного отражателя в начальный момент работы устройства за счет того, что однозначно определяет состояние RS-триггера и цепь импульсов, в которой опережают по фазе импульсы другой цепи. 2 ил.

Фиг.1

Выход прямой

Выход.., . „

инверсный 7 7//////Х УТТТТА

///7//777777/

t