1
Изобретение относится к измерительной технике.
Известен способ измерения линей:ных наремещений в оптико-электронных системах с И1нгарферввцио. модуляцией, заключающ.ийся в TOiM, что о величине перемещения судят ПО относительным параметрам первой и второй гармоник модулирующего иапряже:НИЯ.
Устройство, реализующее известный споC0i6, содержит двухлучевой интерферометр с подвиЖНЫ-м отражателем, модулятор света с И|Сточн И1Ко:м модулирующего напряжения, фотоэлектрический преобразователь, два избирательных усилителя переменного тока, настроенных на частоту первой и второй гармоник, вычитатель, реверсивный счетчик интерференционных полос.
Недостатком известного способа является невысокая точность измерений.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что для повышения чувствительности в качестве нараметра, по которому судят о величине перемещения, принимают разность фаз между напряжен-нем удвоенной частоты .модуляции и раЗНостью -между папряжения-ми второй гармоники и сдвинутым на 90° нанряжепием первой гармоники удвоенной частоты.
С целью повышония точности измерен-ий предлагаемое устройство снабжено двумя удвоителями частоты, фазовращателелг, и фазоизмерительным устройством, причем вход одного из удвоителей частоты электрически юоединен с выходОМ избирательного усилителя, настроенного на частоту первой гар.моники модулирующего 1напряжения, а выходом - с фазовращателем, подключенньг.м к одному нз выходов выключателя, второй вход которого подключен к избирательнс му усилителю, настроенному на частоту второй гармоники модулирующего напряжения, а вы.чод - к одному из входов фазоизмерительного устройства, соединенного электрически со входо1М реверсивного счетчика интерференционных полос,
вход второго удвоителя частоты подключен к источнику модулирующего напряжения, а выход - к другому входу фазоизмерительного устройства.
На чертел е приведена схема предлагаемого устройства, реализующего предлагаемый способ.
Устройство включает двухлучевой интерферометр 1 с интерференционной модуляцией, фотоэлектрический преобразователь 2, избирательный усилитель 3 нсрвой гармоники, избнрательны усилнтель 4 второй гармоники, первый удвоитель 5 частоты, фазовращатель 6, вычитатель 7, фазоиз мерительное лстройство 8, второй удвоитель 9 частоты, источник
10 модулируемого напряжения.
При измерении очень малых линейных пеpeMieaieHHU .световой поток, полученный на выходе двухлучевого интерферометра 1 с ИН7арфарепцион1ной модуляцией и несущий инфо рмацию о перемещении, преобразуют фотоэлектричеоки1М преобразователем 2 в сложный модулирова1нный электрический сигнал, из коТ;о,ро.го Избирательным и усилителями 3 и 4 выделяют соответственно эле-ктрические сигналы первой и второй гармоник модулирующего напряжения.
Сигнал первой гармоники
4я;
-Ах sin Mi
f/i
1 t7H(lOiu j,
удваивают при помощи удвоителя 5 частоты При разложении в ряд функции, описывающей напряжение, имеют электрический сигнал
4я
-Urn,Ал;-(Jm,-sm и,
Я
я cos 6 Kii cos 4 Kit
-к..),
cos 2 tt)t
4я
-Дл:(
+
sinя, Vl-S 3-5 5-7 ИЗ которого выделяют сигнал только удвоенной частоты
из -4-и т,-sin sin 2 со/.
О.ТС
После удвоен-ия частоты сигнал Us сдвигают по фазе на 90° фазовращателем 6 и на его выходе получают напряжение
4я
-А.С sin 2 со/.
и,и.,
sinт-1
Это напряжение при помощи вычитателя 7 сравнивают с сигналом второй гармоники
t/5 и„,, cos А.; cos 2 со/,
полученным при помощи избирате льного усилителя 4. На выходе вычитателя 7 получают напряжение
4я
- АЛ sin 2 со/ -
U, U ,„1 sin
-и,„:, - cos -.-- А cos 2 со/ f/mgcos (2 со/ -
4я; . ч
--.Ал-);
4л
Фазовый угол электрического
сигнала U& несет информацию о линейном перемещении Ах. Для и о лучения этой «н формации в цифровой форме используют фазоиэмерительное устройство 8, разрешающая способно сть которого определяет точность измерения линейных перемещеиий. В качестве опорного сигнала фазойзмерительного устройства 8 используют Напряжение UT U„TCOS 2 со/,
полученное прИ помощи удвоителя 9 частоты И,з элект|р|Ического сигнала «а выхОДе генератора 10 Модулирующего напряжения.
В процессе измерения очень малых линейных перемещений в двухлучево.м интерфероМетре 1 измеряется оптическая разность хода лучей Ал и, следовательно, и угол сдвига фаз
4 л- 4я .
между напряжением U на выходе, вычитателя 7 « .напряжением t// на выходе удвоителя 9 частоты. Перемещение подвижного отражателя интерферометра 1 на половину длины световой волНы соответствует иЗМененню угла сдвига фаз от 0° до 360°, т. е. одному периоду синусоидального сигнала на выходе вычитателя 7.
Предмет изобрете н и я
1. Способ измерения линейных пере.мещений в оцтЕко-электроняых ИЗМерительных системах с интерферендионной модуляЦией, заключающийся в том, что о величине перемещения судят по относительным параметра.м нервой и второй гармоник модуЛИрующего напряжения, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности, в качестве параметра, по котороиму судят о велИЧИне пере.мещения, Пр1ИНимают разность фаз между напряжением удвоенной частоты модуляции и разностью между напряжениями второй гармоники и сдвинутым на 90° напряжением первой гармоники удвоенной частоты.
2. Оптико-электронное устройство для реализации Способа по п. 1, содержащее двухлучевой иитерферометр с подвижным отражателем, модулятор света с лстоЧникоМ мадулирующего напряжения, фотОЭлектрический преобразователь, два изби;рательных усилителя переменного тОКа, настроенных На частоту первой и второй гармоник, вычитатель, реверсивный счетчик интерференционных полос,
отличающееся тем, что, с целью повыщения точности Измерений, оно снабжено двумя удвоителями частоты, фазовращателем и фазоизмерительным устройством, причем вход одного ИЗ удвоителей частоты электрически соеди1нен с выходоМ изб-ирательнОГО уси-лителя, настроенного на частоту первой гар.моники модулирующего напряжения, а выходом - с фазовращателем, подключенным к одному из выходов выключателя, второй вход которОГО
подключен iK избирательному усилителю, настроенному на частоту второй гар.мсеики модуЛИруЕощего напряжения, а выход - к одному из входов фазоизмерительнОГо устройства, соединенного электрически со входом ревер
сивного счетчика интерференционных цолос, вход второго удвоителя частоты подключен к 1источНИку модулирующего напряжения, а выход - к другоМу входу с|)азоизмерЧтель 10 го устройства.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ и устройство преобразования измерительной информации | 1976 |
|
SU737783A1 |
Устройство демодуляции фазоманипулированных сигналов | 1989 |
|
SU1626439A2 |
СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ПОВЫШЕНИЯ ИНДЕКСА УГЛОВОЙ МОДУЛЯЦИИ | 2012 |
|
RU2493646C2 |
КОМПАРАТОР ДЛЯ ЛИНЕЙНОГО ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕВЫХ | 1973 |
|
SU382917A1 |
Имитатор работы двухлучевого модуляционного интерферометра | 1976 |
|
SU573708A1 |
Способ измерения малых изменений разности фаз и устройство для его осуществления | 1985 |
|
SU1322179A1 |
Способ измерения линейных перемещений и устройство для его осуществления | 1990 |
|
SU1798624A1 |
Интерференционный расходомер | 1980 |
|
SU972219A1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПОВЕЩЕНИЯ О ПАВОДКЕ ИЛИ СЕЛЕ | 2000 |
|
RU2190255C2 |
Способ настройки амплитудно-фазочастотных характеристик тракта радиотехнических систем | 1984 |
|
SU1241493A1 |
Авторы
Даты
1974-10-15—Публикация
1972-04-04—Подача