Фазоимпульсное фотоэлектрическое устройство наведения на штрих Советский патент 1978 года по МПК G01B11/00 

Недостатком такой конструкции явпяетсй неадекватность показаний при несимметричном распреоепении интенсивности световогр потока поперек изображения штриха, чго ведет к снижению достоверности резупьтатов измерений. Целью изобретения является повышение достоверности результатов измерения. Цепь достигается тем, что.ширина сканирующей диафрагмы устройства выбрана бопьше ширины каждого из штрихов измерительной шкапы, а в каждый канал введены: схемы формирования импульсов на поло винном уровне, формирователи сигналов от .переднего и заднего фронтов импульсов, дв схемы совпадения и триггер с единичным выходом, при этом в каждом канале схема формир( импульсов на половинном уро не, входом связана с фотоприемником, а выходом - с входами формирователей сигна лов от переднего и заднего фронтов импуль сов и через формирователи с первыми входами соответственно первой и второй схем совпадения, которые соединены своими выходами с входами установки триггера соответственно в нулевое и в единичное состояние, в то время как выход формироватепя прямоу гольного сигнала соединен с вторыми входами первых схем совпадения обоих каналов и через фазоинвертор с вторыми входами вторых схем совпадения обоих каналов, а единичные выходы триггеров обоих каналов связаны с индикатором величины . и знак.а рассогласования. На фиг. 1 схематично представлена конструкция устройства; на фиг. 2 - логическая схема управления единичными триггерами, Фазоимпупьсное фотоэлектрическое устройство наведения на штрих содержит оптически сопряженные реперный штрих 1 подвижную относительно реперного штриха измерительную штриховую шкалу. 2 сканирующую щелевую диафрагму 3 с шелью 4, име щей ширину, превыщаюи1ую ширину изображения штрихов, привод щелевой диафрагмы, выполненный в виде электромагнита 5, пружины 6, объектив 7, проектирующий изображение штриха измерительной шкапы 2 и реперного штриха 1 в плоскость щелевой диафрагмь 3, объектив 8 и фотоприемники .9 и 10 функционально принадлежащие соответственно измерительному и реперному каналам. Измерительный канал, кроме фото приемника 9, включает усилитель 11 фотосигнале, схему 12 формирования импульсов на половинном уровне, дифференцирующую цепочку 13, формирователь 14 сигналов от переднего фронта импульсов, формировагель 15 сигналов от заднего фронта импул СОВ, две схемы 16 и 17 совпадения и триг гер 18с единичным выходом. В реперный канал устройства помимо фотоприемника 10 входят усилитель 19 фотосигнала, схема 2О формирования импульсов на половинном уровне, дифференцирующую . цепочку 21, формирователь 22 сигнала от переднего фронта импульсов формирователь 23 сигнала от заднего фронта импульсов, 1ще схемы 24 и 25 совпадения и триггер 26 с единичным выходом. Устройство содержит также фазо ашатель 27, формирователь 28 прямоугольного сигнала, фазоинвертор 29 и индикйтор ЗО величины и знака рассогласования. Схема 12 формирования импульсов на половинном уровне измерительного канала связана своим выходом а через дифференцирующую цепочку 13 с входами формирователей 14 и 15 сигналов, а схема 20 формированияимпульсов на половинном уровне реперного канала своим выходом О связана через дифференцирующую цепочку 21с входами формирователей 22 и 23 сигналов. . Выходы cijH q источника 31 питания электромагнита 5 связаны с вхооам.и фазовращателя 27. Устройство работает следующим обра-зом. Изображение 32 реперного штриха 1 находится правее оси сканирования О-- о,, а изображение штриха 33 измерительной штриховой шкалы 2 - левее оси сканирования. Под воздействием электромагнита 5 щелевая диафрагма 3 совершает близкие к синусоидальным колебания Л относительно оси О.- о,. Лри этом, когда щель перемещается вправо, изображение 32 реперного штриха начинает попадать в щель и световой поток через щель, а следовательно и сигнал на выходе фотоприемника 1О, уменьшаются. Когда правый край щели проходит через центр изображения штриха, срабатывает схема 2О, включаюи(ая аналогично схеме 12 два пиковых детектора, разделительный конденсатор, делитель, мост, усилитель и триггер Шмидта (на чертеже не показаны) и формирует передний фронт импульса. Далее через центр изображения штриха проходит певыК край щели и схема 20 формирует задний фронт импульса. По истечении определенного времени щель достигает максимального отклонения вправо и начинает перемещаться влево, т. е. возвращаться к оси сканирования. При этом образуется второй имиульС, передний фронт которого соответствует прохождению левого края, а задний фронт - правого края через центр штриха. Далее щепь продолжает перемешаться влево и при этом сначала левая, а затем правая щели проходят через центр изображения штриха измерительной шкапы 2. На выходе схемы 12 возникает импульс. Когда щель перемешается D обратном направлении возникает второй импульс при пересечении его изображения штриха, далее все повторяется. Таким образом, интервалы времени, измеренные от момента пересечения левым KpaeN щели оси сканирования до моментов пересечения этим краем центров изображения штрихов, несут информацию о рассогласовании положения штриха измерительной шкалы относительно реперного штриха. Момент пересечения центра штриха левым краем щели, являющийся моментом отсчета, определяется еледукшим образом. При поааче питания на входы фазовраща теля 27, последний сдвигает это напря- жение по фазе так,чтобы оно составляло фазовый угол 90 по отношению к колебаниям щели. Формирователь 28 и инвертор 29 обеспечивают появление сигналов с помощью которых выделяются интервалы в мени движения щели в направлении стрелки А и стрелки Б. Передние фронты сигналов, возникакяиих на выходах схем 12 или 20, соответствуют прохождению левого края, а задние фронты - правого края щели через центр изображения штриха. Для отделения передних фронтов сигналов от задних фрюнтов эти сигналы поступают на дифференцирующие цепочки 13 и 21, на выходе которых возникают последовательности положительных и отрицательных импульсов. Эт импульсы поступают соответственно на фор мирователи 14, 15 и 22, 23 и дапее на входы схем совпадения. Импульсы с выход формирователей 23 и 15, а также импульсы с выхода инвертора 29, поступающие на входы схем 25 и 17 совпадения, управ ляют установкой триггеров 26 и 1В в еди ничное состояние, а импульсы с выходов формирователей 14 и 22,а также импульсы с выхода формирователя 28, поступающие на вход схем 24 и 16 совпадения, установкой триггеров в нулевое состояние, т. е. управление работой триггеров осущес вляется только от импупьсов, соответствую щих прохождению через центр щтриха левого края щели, единичными плечами триггеров включен.индикатор 30,величина и направление тока через который соответствует рассогласованию положений щтрихов. Таким образом введение в каждый каал устройства схемы формирования импульов на половинном уровне, формирователей игналов от переднего и заднего фронтов импульсов двух схем совпадения и триггеа с единичным выходом, и выполнение канирующей диафрагмы с шириной щели, большей чем ширина каждого из штрихов измерительной шкапЫ,позволяет устранить влияние изменения ширины штрихов и произвольных смещений оси колебаний сканирук щей диафрагмы, обеспечить адекватность показаний различных по конструкции устройств наведения на штрих, получить индикацию Еэпичины и знака отклонения центра штриха от начала отсчета, повысить достоверность полученных резупьтатов. Формула изобретения Фазоимпульсное фотоэпектрическое уст ройство наведения на штрих, содержащее измерительный и реперный каналы, а также оптически сопряженные реперный штрих и подвижную относительно реперного штриха измерительную штриховую шкалу, снабженную приводом сканирующую щегювую диафрагму и фотоприемники, один из которых оптически связан с реперным штрихом и функционально принв лежит репернрму каналу, а другой - оптически связан со штрихами измерительной шкапы и функционально принадлежит измерительному каналу, фазовращатель, подключенный параллельно приводу сканирующей диафрагмы, формирователь прямоугольного сигнала, входом связанный с выходом фазовраиштеля и индикатор рассогласования, связанный с выходами обоих каналов, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерения, ширина щели сканирующей диафрагмы выбрана большеширины каждого из щтрихов измерительной шкалы, а в каждый канал введены: схема формирования импупьсов на половинном уровне, формирователи сигналов от переднего и заднего фронтов импульсов, две схемы совпадения и триггера с единичным выходом, при этом в каждом канале схема формирования импульсов на половинном уровне входом связана с фотоприемником,а выходом- с входами формирователей сигналов от переднего и заднего фронтов импульсов, и через указанные формирователи, с первыми входами соответственно первой и второй схем совпадения, которые соединены своими выходами с входами установки триггера соответственно в нулевое и в единичное состояние, в то время как выход-формнро