Фотоэлектрическое растровое устройство для измерения линейных и угловых перемещений Советский патент 1982 года по МПК G01B11/00 G01B11/26 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений объектов, например, в измерительных системах станков с числовым программным управлением.

Известно фотоэлектрическое растровое устройство для измерения углоBFJX. перемещений, содержащее источник ,вета, подвижную и.-неподвижную шкалы с нанесенными на них основными растровыми решетками и штрихами начала отсчета,.два фотоприемника, первый фотоприемник оптически связан с основными растровыми решетками, вто- . рой - с штрихами начала отсчета Cl..

Недостатком устройства является малая точность формирования сигнала начала отсчета.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фотоэлектрическое растровое устройство для измерения линейных и угловых перемещений, содержащее источник света, подвижную и неподвижную шкалы с нанесенными на них растровыми решетками и штрихами начала отсчета два фотоприемника - оптически связанных с растровыми решетками и штрихами начала отсчета, два формирователя.

входы которых подключены к фотоприемникам, логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу первого формирователя, а второй вход - к выходу второго формирователя 2,

Недостатком устройства является малая помехозащищенность сигнала, снимаемого с фотоприемника, оптичес10ки связанного со штрихами начала отсчета, иа-за малой ширины штрихов начала отсчета.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности формирова15ния сигнала начала отсчета.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительными растровыми решетками, нанесенными на подвижную и неподвижную

20 шкалы, дополнительным фотоприемником, оптически связанным с дополнительными растровыми решетками, дополнительным формирователем, вход кото,рого подключен к дополнительному

25 фотоприемнику, логический элемент И выполнен трехвходовым, третий вход логического элемента И подключен к выходу дополнительного формирователя, частота нанесения штрихов до30:полнительных растровых решеток не равна и не кратна частоте нанесения основных растровых решеток, а гиирина штрихов начала отсчета меньше величины обратной разности частот нанесения основных и дополнительных раст ровых решеток. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 .5 сонструктивное выполнение ни участках подвижной и неподвижной шкал основных и дополнительных растровых решеток и штрихов начала отсчета соответственно; на фиг. 6 - временны диаграммы работы устройства. Устройство содержит источник 1 св.ета, подвижную 2 и неподвижную 3 шкалы с нанесенными на них основными (фиг. 2) и дополнительными (фиг.З растровыми решетками и штрихами начала отсчета ЧФиг. 4 и 5), фотоприем ники 4-6, формирователи 7-9, логический элемент И 10. Устройство работает следующим образом. При взаимном перемещении подвижной и неподвижной шкал 2 и 3, на выходе фотоприемников 4-6 формируются информационный (фиг. 6aJ, вспомогательный (фиг. 6г ) сигналы и сигналы начала отсчета (фиг. 6ж ), которые пр образуются в прямоугольные сигналы .(фиг. 66,3, з) формирователями 7-9. Частота нанесения штрихов дополни тельных растровых решеток ниже часто ты нанесения штрихов основных растро вых решеток, т.е. период нанесения штрихов дополнительных растровых решеток T(j больше периода нанесения штрихов основных растровых решеток Т (фиг. 3 и 2 ) на подвижную и непод вижную шкалы 2 и 3. На выходе логического элемента И 10 .формируется сигнал при совпадении сигналов, снимаемых с формироват,$лей ,8 и 9. Вследствие разности частот на .несения растровых решеток на выходе логического элемента И 10 будет формироваться вспомогательный сигнал на разностной частоте сигналов, снимаемых с формирователей, 8 и 9. Для стро бирования вспомогательного сигнала, формируемого на разностной частоте, формируется прямоугольный сигнал начала отсчета формирователем 7, длительность которого определяется шириной штрихов начала отсчета Т (фиг. 4 и 5), которая меньше величийы, обратной разности частот нанесения основных и дополнительных растровых решеток. При совпадении сигналов,снимаемых с формирователей 8 и 9,с сигналом, снимаемым с формирователя 7, на выходе логического элемента И 10 формируется сигнал начала отсчета (фиг. би, поступающий на выход устройства.: Формула изобретения Фотоэлектрическое растровое устройство для измерения линейных и угловых перемещений, содержащее источник света,. подвижную и неподвижную шкалы с нанесенными на них растровыми решетками и штрихами начала отсчета,два фотоприемника,оптически связанных с растровыми решетками и штрихами начала отсчета,два формирователя,входы которых подключены к фотоприемникам, логический элемент И,первый: вход которого подключен к выходу первого формирователя,а второй вход - к выходу второго формирователя, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности формирования сигнала, начала отсчета, оно снабжено дополнительными растровыми решетками, нанесенными на подвижную и неподвижну19 шкалы, дополнительным фотоприемником, оптически связанным с дополнительными растровыми решетками, дополнительны - формирователем, вход которого подключен к дополнительному, фотоприемнику, J;IOгический элемент И, выполнен трехвходовым, третий вход логического элемента И подключен к выходу дополнительного формирователя, частоту на несения штрихов дополнительных растровых решеток не равна и не кратна частоте нанесения основных рас.тровых решеток, а ширина штрихов начала отсчета меньше величины обратной разности частот нанесения основных и дополнительных растровых решеток. Источники - информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Лвторское свидетельство СССР 466381, кл. . G01 В 19/00, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2828573/18-28, кл. G01 В 11/00, 03.08.79.

Фаг.

Ж

Фиг.З

Фw&4

г

у

,7j

Фиг.У

JLJULUUL.

Jl

л

Л

ж