Компенсационная измерительная система Советский патент 1980 года по МПК G01B11/00 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а именно к конструкции фотоэлектрических растровых систем. Известна компенсационная измерител ная система, например, для измерения длин и углов, содер.жащая грубую ступень измерения, включающую растровую шкалу и интерполятор, и точную ступень измерения, состоящую из растрово шкалы и интерполятора, включающего последовательно соединенные фотопреобразователь, усилитель, интегрирующее звено и обратный преобразователь Эта компенсационная измерительная система является наиболее близкой по технической сущности к изобретению. .Недостаточно вьюокая надежность известной конструкшш определяется как использованием большого числа фотоприе НИКОВ в грубой ступени измерения, так и сложностью.наладки и обслуживания устройства в целом. Целью изобретения является повышение надежности измерительной системы. Это достигается тем, что интерполятор грубой ступени выполнен в виде последовательно соединенных фотопреебразователя усилителя, интегрирующего звена и обратного преобразователя, а выход интегрирующего звена интерполятора точной ступени гальванически связан со входом обратного преобразователя грубой ступени. На чертеже изображена функциональная схема системы. Компенсационная измерительная система содержит две ступени измерения; грубую и точную. Грубая ступень измерения состоит из объектива 1, зеркала 2, поворотного зеркала 3, растровой шкалы 4 VL интерполятора, выполненного в виде последовательно соединенных фотопреобразователя 5, входного каскада 6, усилителя 7, синхронного детектора 8, нульоргана 9, реверсивного счетчика 10, преобраэователя код-напряжение 11 и обрати норо преобразователя 12.

В точную ступень измерения входят конпенсор 13., вспомогательное зеркало 14, растровая шкала 15 с ннцикаторным растром 16, линза 17 и интерполятор. Интерполятор точной ступени вклн чает блоки идентичные интерполятору грубой ступени и содержит фотогреобразователь 18, входной каскад 19, усилитель 2О, синхронный детектор 21, нуль-орган 22, реверсивный счетчик 23, преобразоэатель код-напряжение 24 и обратный преобразователь 25.

Каждая ступень измерения представляет собой следящую систему, в которой нуль-орган, реверсивный счетчик импульсов и преобразователь код-напряжение интегрирующее звено этой системы. Для индикации состояний реверсивных счетчиков используется общее для обеих ступеней измерения цифровое табло 26. Генератор 27 обеспечивает тракты измерения переменным напряжением.

Выход интегрирующего звена интерполятора грубой ступени измерения через калибровочный резистор 28 связан со входом обратного греобразователя 12 своей ступени. С этим же входом преобразователя 12 через масштабный резистор 29 Гальванически связан выход интегрирующего звена интерполятора точной ступени измерения. Кроме того, выход интегрирующего звена интерполятора точной ступени измерения сиязан через калибровочный резистор ЗО со входом обратного щ)еобразователя 25.

Для получения малого измерительного усилия в системе применены шарнирные параллелограммные направляющие. Парал- лелограммный механизм состоит из двух рычагов 31 и 32, шарнирно связанных одними концами с неподвижным основанием и несущих на других концах вертикальную раму 33, по которой встановлейы растровые шкалы точной и грубой ступеней. В нижней части рамки крепится сменный измерительный наконечник 34, взаимодействующий с объектом измерения 35.

Описываемая измерительная система работает следующим образом.

В точной ступени свет от лампы 36 через конденсор 13 направляется вспомогательны зеркалом 14 на растровое сопряжение, образованное растровой шкалой 15 и ин(Дикаторным растром :16. Световой поток грошедший через растровое сопряжение.

;Линзой 17 собирается на фотопреобраэо.вателе 18. Система поддерживает неизменным положение зрачков индикаторного растра 16 относительно зрачков расровой шкалы 15. Величина тока в обмотке обратного преобразователя 25 является мерой перемещения. Индикаторный

растр 16, таким образом, в пределах шага постоянно отрабатывает перемещение растровой шкалы 15, а код, записанный в счетчике 23, однозначно соответствует величине смещения индикаторного растра и смещения рамки 33.

Работа грубой ступени аналогична работе точной ступени измерения. Отсчеты точной и грубой ступеней будут согласованы, если изменение кода в счетчике грубой ступени происходит только при изменении кода в точной ступени с переходом через нуль, что соответствует перемещению подвижных частей на шаг точной ступени. Это достигается подачей части напряжения с выхода преобразователя код-напряжение 24 точной ступени на катушку обратного преобразователя 12 грубой ступени.

При перемещении рамки 33 в пределах щага точной ступени изображение тела накала лампы 36 в плоскости растровой шкалы будет неподвижно относительно этой рамки, рассогласование в грубой ступени не возникает и код в грубой ступени остается неизменным.

При перемещении рамки 33 на величину, превышающую шаг точной ступени, и, следовательно, isp измерении кода точной ступени с переходом через нуль, изображение тела накала лампы 36 скачкообразно переместится относительно цамки 3 на величину шага точной ступени. При эт этом в грубой ступени измерения возникнет рассогласование, которое затем будет отработано и число в счетчике грубой ступени изменится на соответствующее число единиц.

Проведенные исследования подтверждают эффективность использования изобретения. Данная компенсационная измерительная система имеет унифихшрованные блоки точной и грубой ступеней, срааштёльно проста в обслуживании, отличается высокой надежностью в работе.

Формула изобретения

Компенсационная измерительная система, например, для измерения длин и углов, содержащая грубую ступень изме