Способ измерения перемещений и устройство для его осуществления

Способ измерения перемещений и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ измерения перемещений, заключающийся в модуляции светового пучка, направляемого на контролируемый объект, получении двух синфазных переменных сигналов, по изменению с противоположными знаками амплитуд которых определяют перемещение, о тличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, модулируют первый и второй переменные сигналы соответственно синусоидальным и косинусоидальным сигналами, частота которых равна частоте модуляции светового пучка, выделяют низкочастотную составляющую из разности полученных сигналов, по уровню которой определяют величину перемещения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистических

РЕСПУБЛИК

3 5Р G 01 В 21/00

ГОсудАРстВенный кОмитет сссР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ c

/()

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИИ, вЂ, 4

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пучка, направляемого на контролируемый объект, получении двух синфазных переменных сигналов, по изменению с противоположными знаками амплитуд которых определяют перемещение, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения помехоустойчивости, модулируют первый и второй переменные сигналы соответственно синусоидальным и косинусоидальным сигналами, частота которых равна частоте модуляции светового пучка, выделяют низкочастотную составляющую из разности полученных сигналов, по уровню которой определяют величину перемещения. (21) 3337752/18-28 (22) 15,09.81 (46) 15.06.84.Бюл. 9,22 (72) Г.Я.Кивензор (71) Украинский научно-исследовательский институт станков и инстру.ментов (53) 531.717(088.8) (56) 1. Экспресс-информация по контрольно-измерительной технике, 1979, У 45, с. 6-16 (прототип). (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ измерения перемещений, заключающийся в модуляции светового

З" 22ZS96 А

1097896

2. Устройство для измерения перемещений, содержащее источник света и модулятор, связанный с ним, и установленные по ходу светового пучка оптическую систему, связываемую с контролируемым объектом, и сдвоенные фотоприемники, генератор синусоидального напряжения, соединенный с модулятором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно снабжено фильтром нижИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения как линейных, так и угловых перемещений, в частности, в станкостроении для измерения перемещений рабочих органов станка.

Известен способ измерения перемещений, заключающийся в модуляции светового пучка, направляемого на контролируемый объект, получении двух синфазных переменных сигналов, по изменению с противоположными знаками амплитуд которых определяют перемещени е (i ).

Для уменьшения влияния температуры и фоновой засветки. на точность измерений в известном способе предусмотрены вычислительные операции над выходными сигналами фотоприемников, что существенно повышает сложность О проведения измерений и снижает достоверность полученных результатов.

Известно устройство для измерения перемещений, содержащее источник света и модулятор, связанный с ним, .и установленные по ходу светового пучка оптическую систему, связываемую с контролируемым объектом, и сдвоенные фотоприемники, генератор синусоидального напряжения, соединенный с моду- ЗО лятором(1 ).

Наличие модулятора интенсивности светового потока несколько повышает помехоустойчивость устройства, однако недостаточно ввиду влияния случай- 35 ных флуктуаций мощности излучателя и посторонней засветки.

Недостатком известных способа и устройства является невысокая них частот, генератор.синусоидальных напряжений выполнен квадратурным, фотоприемники соединены последовательно, выход первого фотоприемника, соединенный с входом второго, подключен к фильтру нижних частот, вход первого фотоприемника и выход второго соединены с соответствующими выходами генератора синусоидального напряжения, а выход фильтра нижних частот является вьжодом устройства. помехоустойчивость и достоверность измерений.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерений перемещений, заключающемуся в модуляции светового пучка, направляемого на контролируемый объект, получении двух синфазных переменных сигналов, по изменению с противоположными знаками амплитуд которых определяют перемещение, модулируют первый и второй переменные сигналы соответственно синусоидальным и косинусоидальным сигналами, частота которых равна частоте модуляции светового пучка, выделяют низкочастотную составляющую из разнос- ти полученных сигналов, по уровню которой определяют величину перемещения.

Поставленная цель достигается также тем, что устройство для измерения перемещений, содержащее источние света и модулятор, связанный с ним, и установленные по ходу светового пучка оптическую систему, связываемую с контролируемым объектом, и сдвоенные фотоприемники, генератор синусоидального напряжения, соединенный с модулятором, снабжено фильтром нижних частот, генератор синусоидальных напряжений выполнен квадратурным, фотоприемники соединены последовательно, выход первого фотоприемника, соединенный с входом второго, подключен к фильтру нижних частот, вход первого.фотоприемника и выход второго соединены с соответствующими выходами

1097

U=.A в1п(шЕ+ч" 1

А„=AS п(иЕ откуда

Составитель Е.Глазкова

Техред Ж.Кастелевич Корректор М.Шароши

Редактор М.Петрова

Заказ 4196/35

Тираж SF Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фипиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 генератора синусоидального напряжения, а выход фильтра нижних частот является выходом устройства.

На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения перемещений.

Устройство для измерения перемещений содержит генератор 1 синусоидального напряжения, выполненный квадратурным, модулятор 2 подключенный к выходу последнего, источник 3 света, соединенный с модулятором, установленные по ходу светового луча оптическую. систему 4, жестко связываемую с контролируемым объектом 5, и сдвоенные фотоприемники 6 и 7, соединенные последовательно, и фильтр 8 нижних частот, выход которого является выходом устройства, выход первого фотоприемника 6, соединенный с входом второго фотоприемника 7, подключен

20 к фильтру 8 нижних частот, вход первого фотоприемника 6 и выход второго соединены с соответствующими выходами генератора 1 синусоидального напряжения.

Способ реализуется с помощью устройства следующим образом.

Напряжение с выхода генератора 1 синусоидального напряжения подают на вход модулятора 2, осуществ30 ляя таким образом синусоидальную модуляцию интенсивности светового пучка. Световой пучок источника 3 света, проходя через оптическую систему 4, перемещающуюся вместе с контролируемым объектом 5, изменяет свое направ- 3 ление в пространстве, что приводит к перемещению светового пятна по поверхности сдвоенных фотоприемников 6 и 7. Фотоприемники 6 и 7 расположены вдоль прямой, по которой перемещается световое пятно, вследствие чего их сопротивления изменяются с противоположными знаками. Это приводит к тому, что напряжение U поступающее с их общей точки на вход 4>

896 фильтра 8 нижних частот, изменяется в следующей зависимости: где А1 — амплитудное значение напряжения, ш — частота сигнала генератора 1; — сдвиг фазы по отношению к сигналу на выходе генератора 1, соединенного с фотоприемником 7, величина которого пропорциональна величине перемещения объекта 5.

Вследствие модуляции интенсивности светового пучка где А — амплитудное значение напряжения на выходе освещенного фотоприемника 6 ипи 7 при нулевом перемещении объекта 5, 0-А s h(40/+4 sap и)Е= — (<0sq соз(2юЕ+q))

Я

Используя фильтр 8 нижних частот для подавления составляющей удвоенной частоты, получают на выходе устройства сигнал

4 = саз 9

ВЬ!х 2 где К вЂ” коэффициент передачи фильтра 8.

Напряжение выходного сигнала, зависящее от величины перемещения объекта 5, измеряют, например, вольтметром постоянного тока.

Таким образом, за счет применения предлагаемого способа измерения в среди .м в 2-3 раза уменьшается чувствительность устройства к фоновой засветке фотоприемников источниками естественного и искусственного освещения и случайным флуктуациям мощности излучателя.