Устройство для измерения перемещений Советский патент 1975 года по МПК G08C9/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

1

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования.

Известны устройства для измерения перемещений, содержащие осветитель, измерительный растровый элемент, индикаторный растровый элемент, фотоприемник, генератор развертки и измерительный блок.

Известные устройства обладают тем недостатком, что имеют громоздкую индикаторную часть и, кроме того, обладают погрешностями, связанными с нелинейностью отклоняющей системы сканистора, а также тем, что определение перемещений осуществляется Лищь с использованием механических перемещений индикаторной системы.

Предложенное устройство отличается тем, что в него введены генератор опорных импульсов и логические элементы «И, а индикаторный растровый элемент выполнен в виде сканистора. Выход сканистора соединен с одним входом логического элемента «И, ко второму входу которого подключен генератор опорных импульсов, соединенный с генератором развертки. Выход генератора развертки и выход логического элемента «И подключены ко входу измерительного блока.

На фиг. 1 изображена схема предложенного устройства; на фиг. 2 - прохождение выходной последовательности импульсов со

сканистора и импульсов с генератора опорных импульсов через логический элемент «И.

Устройство содержит осветитель 1, измерительный растровый элемент (рещетку) 2,

связанный с подвижной частью какого-либо механизма (на чертеже не показан), сканистор 3, источник постоянного смещения 4 сканистора, генератор 5 развертки, сканистор 3, генератор 6 опорных импульсов, соединенный с генератором 5, логический элемент «И 7 на два входа и измерительный блок 8. Вход 9 логического элемента «И 7 связан с выходами сканистора 3, а вход 10 - с выходами генератора 6 опорных импульсов.

Выход логического элемента «И 1 и выход генератора развертки сканистора 3 подключены ко входу измерительного блока 8.

Работает предложенное устройство следующим образом.

Поток излучения от осветителя 1 проходит через измерительный растровый элемент 2 и проектирует его на светочувствительную поверхность сканистора 3. Поскольку растровый элемент представляет собой прозрачно-непрозрачную рещетку, то на выходе сканистора 3 наблюдается равномерная последовательность f/i прямоугольных импульсов (см. фиг. 2, а), соответствующая освещенности Е(х, на его светочувствительной поверхности. При перемещении растрового элемента 2 относительно

сканистора 3 эта последовательность импульсов смещается относительно начала развертки Up(t) сканистора 3. Последовательность Uit подается на вход 9 логического элемента «И 7.

На вход 10 логического элемента «И 7 подается последовательность t/rCO с генератора 6 опорных импульсов. Генераторы 6 и 5 работают синхронно, поэтому последовательность Ur(t) неподвижна во времени относительно начала развертки сканистора 3, т. е. как бы неподвижна относительно светочувствительной поверхности сканистора.

Проходя совместно через логический элемент «И 7, равномерные последовательности Ui(t) и Ur(t) образуют неравномерную последовательность U2(t) импульсов, которая по своей структуре полностью соответствует сигналу со сканистора 3 при проектировании на его поверхность обычной картины комбинационного (нониусного) сопряжения двух растровых элементов.

Период Т полученной последовательности t/2(0 соответствует шагу G эквивалентного сопряжения растровых элементов и равен периоду развертки Up(t) сканистора 3. При этом светочувствительная поверхность сканистора используется полностью.

При Перемещении растрового элемента 2 относительно сканистора 3 последовательность Ui(t) перемещается относительно Uf(t), и картина f/2(0 на выходе сканистора 3 меняется, как меняется при взаимном перемещении двух растров.

Выходной сигнал с логического элемента «И 7 подается на вход измерительного блока 8, связанного с генератором 5 развертки сканистора 3, который и выполняет измерения.

В отличие от известных устройств предлагаемое дает возможность осуществлять непосредственный отсчет перемещений. При этом точкой отсчета является начало развертки сканистора 3, а опорной точкой выходного сигнала логического элемента «И - какаялибо характерная точка последовательности U,(t).

Непосредственный отсчет перемещений имеет большую точность, так как свободен от погрешностей, связанных с леренаведением измерительной системы при лоиске экстремума комбинационной картины сопряжения.

Кроме того, отсутствие индикаторной растровой решетки упрощает систему и исключает погрешности, связанные с относительной юстировкой индикаторной решетки и фотоприемника.

Предмет изобретения

Устройство для измерения перемещений, содержащее осветитель, измерительный растровый элемент, индикаторный растровый элемент, генератор развертки и измерительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены генератор опорных импульсов и логический элемент «И, а индикаторный растровый элемент выполнен в виде сканистора, причем выход сканистора соединен € одним входом логического элемента «И, ко второму входу которого подключен генератор опорных импульсов, соединенный с генератором развертки, выход генератора развертки и выход логического элемента «И .подключены ко входу измерительного блока.

ММ

ппппппппдп

I J I I I I I I

j/г

Л и о I I i п П и h

Л

Фиг.2