СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНЫХ ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ Советский патент 1971 года по МПК G01B9/02 G06F5/00 G02B27/00 

Известны счетные устройства для лазерных интерферометров, содержащие реверсивные счетчики импульсов, дешифраторы и логические элементы.

Предложенное устройство отличается тем, что в нем один из реверсивных счетчиков, подключенный к источнику входных сигналов, соединен через два дешифратора и управляемые импульсами прямого и обратного счета схемы «ПЕ-И с двумя входами схемы «И, третий вход которой иодключен ко входу устройства, а выход соединен со входом второго счетчика, содержащего двоичные каскады в младших разрядах и декады в старших; тем, что в него введена дополнительная реверсивная пересчетная схема, вход которой соединен с выходом схемы «И, а выход совместно с выходом схемы «И подключен через схему «ИЛИ ко входу второго счетчика; тем, что счетчик содержит несколько независимо управляемых каскадов с дешифраторами, схемами «НЕ-И и схемой «И на выходе, причем схемы «И этих каскадов соединены последовательно и включены между источником входных импульсов и входом второго счетчика, а также тем, что в нем вход управления коэффициентом пересчета первого счетчика с переменной структурой соединен с выходом соответствующего датчика.

Эти особенности позволили упростить устройство и повысить точность преобразования отсчета длины волны в механические единицы измерений, преобразовать результаты подсчета дифференциальных полос в метрическую или иную систему измерений и расширить диапазон измеряемых величин.

Иа фиг. 1-3 приведены варианты схем устройства, предназначаемые для получения отсчетов на различных шкалах измерений и при учете изменений в атмосферном давлении.

Счетное устройство, показанное на фиг. 1, содержит реверсивный счетчик /, соединенные через дешифраторы 2 и и их унравляемые импульсами прямого и обратного счета схемы «НЕ-И 4 и 5 со входами схемы «И 6. Выход схемы «И 6 подключен ко входу счетчика 7, содержащего двоичные каскады 8, 9 и 10 в младших разрядах и декады 11 и 12-

в старших.

Декада 11 предназначена для отметки единиц, декада 12 - для отметки десятков, а следуюшие декады - для отметки сотен и тысяч единиц одной десятитысячной дюйма.

Длина волны лазерного светового источника при стандартной температуре и давлении согласно стандарту составляет 24,913013 микродюйма. В потоке импульсов, который требуется подсчитать, калсдый имиульс приходитрый проходит интерферометр, поэтому два импульса отмечают одпу длину волны. Эти импульсы поступают через схему «И 6 к двоичным каскадам 8, 5 и 10.

Когда двоичный каскад 8 примет два импульса, на его выходе иоявится сигнал, выраженный 24,914034 микродюйма. Точно так же единичный сигнал двоичного каскада 9 будет выражен 49,828068 микродюйма, а выходной сигнал, двоичного каскада 10-99,656136 микродюйма.

Желательно, чтобы выходной сигнал третьего двоичного каскада 10, который одновременно является входным сигналом первой декады //, измерялся в десятичных дюйма, поэтому чтобы целое число импульсов составляло 80000 на расстоянии одного дюйма, так как если входной сигнал 80000 импульсов выражается 1 дюймом, каждый имнульс двоичного каскада 10 должен быть представлен одной десятичной дюйма. Действительно, число длин полуволн в каждом дюйме может быть установлено делением, и это число составляет почти 80 276, точнее 80 276 04.

С введением коррекции счетчик должен зарегистрировать 80000.

Так как целое число входиых импульсов фактически составляло 80276, то 276 отсчетов из 80276 должно быть устранено на входе, т. е. из каждых

° 290,813

276

отсчета один отсчет должен быть ироиущеи.

Для того чтобы этого достигнуть, между входом и схемой «И 6 включен реверсивный счетчик /, имеющий счетную способность в 291 целую единицу.

Шина прямого счета 13 соединена в схеме фиг. 1 со всеми двоичными каскадами 8, 9 н 10, с декадами //и 12, счетчиком 1 и со входом схемы «НЕ-И 4, шина обратного счета 14 - со входом схемы «НЕ-И 5.

Рассмотренная схема соединений обеспечивает нронуск одного импульса на каждые 2Ш отсчет, причем пропуски импульсов при реверсировании схемы согласуются с действительными требованиями.

В описанном устройстве производится отсчет интерференционных иолос с выражением декадной мощности в дюймах.

Иногда возникает необходимость и в метрических приборах, в которых необходимо вводить дополнительный множитель 2,54.

Это может быть достигнуто за счет такого преобразования входного сигнала до двоичного каскада 8, при котором при каждом отсчете входного сигнала регистрируется 2,54 отсчета (в первой декаде будет зарегистрировано не 10000 дюймов, а 10000 сантиметров).

В таком устройстве (см. фиг. 2) отсчет входного сигнала передается к счетчику на двоичных каскадах 15, 16 и декадах 17, 18 через схему «И 19 и схему «ИЛИ 20. Схема «И 19 соединена с ценью коррекции 21, аналогичной цеии коррекции на схемах «НЕ-И 4, 5 и дещифраторах 2 и 5 в схеме фиг. 1.

Импульсы с выхода схемы «И 19 поступают через схему «ИЛИ 20 на вход двоичного каскада 15 и, кроме того, на вход дополнительной реверсивной иересчетной схемы 22, выход которой совместно с выходом схемы «И 19 подключен через схему «ИЛИ 20 ко входу счетчика на элементах 15-/5, чем и

обеспечивается преобразование результатов

подсчета в метрическую систему. Счетчик 23

в схеме фиг. 2 выполняет те же функции, что

и счетчик / в схеме фиг. 1.

Устройство, показанное на фиг. 3, содержит

две или несколько независимо управляемых цепей коррекции с управляемыми от счетчиков 1 дещифраторами 2 и 3, схемами «НЕ-И 4, 5 R схемами «И 6, причем схемы «И 6 этих цепей соединены последовательно и

включены между источником входных импульсов и входом счетчика 7.

Работа счетчика определяется следующими соображениями. Половина длины волны лазерного источника при стандартных температуре и давлении составляет 12 457017 микродюйм или 0,31640823 мк.

Второй счетчик / дает правильные иоказания, если один сантиметр представлен 30000 импульсов, подведенных к нему, так как первый разряд счетчика 7 делит на три, то каждый импульс, создаваемый им, затем выражается в одной десятитысячной сантиметра. Однако один сантиметр выражается 31,60476 отсчета. Для обеспечения необходимой коррскции нужно иропустить один отсчет па каждые

31604,76 ,псп.

,694 отсчета.

10664,76

С целью учета при изменениях переменных параметров, наиример атмосферного давления или температуры, реверсивные счетчики (1 в схемах фиг. 1 и 3 или 23 в схеме фиг. 2) могут иметь переменную структуру, обеспечивающую требуемое изменение коэффициента пересчета иод воздействием управляющих сигналов с выходов соответствующих датчиков.

Иредмет изобретения

1. Счетное устройство для лазерных интерферометров, содержащее реверсивные счетчики импульсов, дещифраторы и логические элементы, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повыщения точности нреобразования отсчета длины волны в механические единицы измерений, в нем один из реверсивных счетчиков, подключенный к источнику входных сигналов, соединен через два дешифратора и управляемые импульсами ирямого и обратного счета схемы «НЕ-И с двумя входами схемы «И, третий вход которой подключен ко входу устройства, а выход соединен со входом второго счетчика, содержащего двоичные каскады в младщих разрядах

2.Устройство по п. 1, отличшощсеся тем, что, с целью преобразования результатов подсчета дифференциальных полос в метрическую или иную систему измерений, в него введена дополнительная реверсивная пересчетная схема, вход которой соединен с выходом схемы , а выход совместно с выходом схемы «И подключен через схему «ИЛИ ко входу второго счетчика.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью расширения допустимого диапазона измеряемых величин, оно содержит несколько независимо управляемых каскадов с

дешифраторами, схемами «НЕ-И и схемой «И на выходе, причем схемы «PI этих каскадов соединены последовательно и включены между источником входных импульсов и входом второго счетчика.

4. Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что, с целью учета нри измерениях переменных параметров, например атмосферного давления или температуры, в нем вход управления коэффициентом пересчета первого счетчика с неремеипой структурой соединен с выходом соответствующего датчика.