Устройство для измерения перемещений

Устройство для измерения перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее последовательно установленные источник излучения , анализатор-сканатор, выполненный в виде зеркального ножа с приводом , объектив и фотоприемник, и электронный блок обработки информации , подключенный к выходу фотоприемника , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений , оно снабжено плоским зеркалом с приводом, установленным перпендикулярно к оптической оси устройства по ходу излучения между анали-, затором-сканатором и объективом с возможностью возвратно-поступательного движения в направлении, совпадающим с направлением оптической оси г) устройства, а фотоприемник расположен в обратном ходе излучения от плоского зеркала с противоположной по отношению к нему стороны анализатора-сканатора . О 1ч5 Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51Н 6 01 в 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

°

О фиаиФ

twssL 3

ЬР (Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3498624/25-28 (22) 11.10,82 (46) 15.07.85. Бюл. ¹ 26 (72) А.M.Æèëêèí, А.E.Çäîáíèêîâ, В.А.Илюхин, А.Н.Илюхин и В.В,Тарасов .(71) Московсий ордена Ленина институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (53) 531.715.27(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 665204, кл. Q 01 В 11/00, 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее последовательно установленные источник излучения, анализатор-сканатор, выполненный в виде зеркального ножа с приводом, объектив и фотоприемник, и электронный блок обработки информации, подключенный к выходу фотоприемника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено плоским зеркалом с приводом, установленным перпендикулярно к оптической оси устройства по ходу излучения между анали-, затором-сканатором и объективом с возможностью возвратно-поступательного движения в направлении, совпадающим с направлением оптической оси ю) устройства, а фотоприемник расположен в обратном ходе излучения от плоского зеркала с противоположной по отношению к нему стороны анализатора-сканатора.

1 »67423 г

Изобрет ние относится к измерительной технике и может быть исполь. эовано, например, в станкостроении для измерения линейных перемещений и вибраций элементов станков. 5

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является устройство для измерения перемещений, содержащее последовательно установленные источник излучения, анализатор-сканатор, выполненый в виде зеркального ножа с приводом, объектив и фотоприемник, и электронный блок обработ- ки информации, подключенный к выхо- 15 ду фотоприемника (1J.

Недостатком известного устройства, реализующего прямой метод изме— рений, является его сравнительно невысокая точность, обусповленная 20 изменением выходного сигнала фотоприемника не только вследствие контролируемого перемещения, нс и изза ряда неконтролируемых факторов (напыленность атмосферы, флуктуации 25 отражающей способности контролируемой поверхности и т.п.).

Цель изобретения — повышение точ" ности измерений. Цель достигается тем, что устройство для измерения 30 перемещений, содержащее последовательно установленные источник излучения, анализатор-сканатop, BIIIIoJI ненный в виде зеркального ножа с приводом, объектив и фотоприемник, и электронный блок обработки информации, подключенный к выходу фотоприемника, снабжено плоским зеркалом с приводом, установленным перпендикулярно оптической оси устройства 10 по. ходу излучения между анализатором-сканатором и объективом с воэможностью возвратно-поступательного движения в направлении совпадающем с направлением оптической оси устройства, а фотоприемник расположен в обратном ходе излучения от плоского зеркала с противоположной по отношению к нему стороны анализатора-сканатора. 50

На фиг.1 показана принципиальная схема. устройства для измерения продольных перемещений; на фиг.? — диоды напряжении в точках, обозначенных на фиг.1. 55

Устройство состоит иэ .последовательно расположенных (фиг. 1) источника 1 излучения, анализатора-сканатора, выполненного в виде зеркального ножа 2 с приводом 3, плоского зеркала 4, жестко скрепленного со сканатором 5, выполняющим функции привода зеркала 4 и объектива 6, фотоприемника 7 и электронного блока обработки информации (на фиг.1 обведен пунктиром), включающего в измерительном канале — предварительный усилитель 8, детектор 9, широкополосный усилитель 10, инвертор 11, дифференциатор 12, триггер l3 Шмидта, логическую схему 14; в опорном канале. — генератор 15, триг" гер 16 Шмидта,- умножитель 17 частоты. Оба канала сведены на измерителе 18 временных интервалов.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 излучения формирует на зеркальном ноже-анализаторе 2 световое пятно. Зеркальный нож-анализатор 2 под действием сигнала с генератора 15 через умножитель 17 частоты, подаваемого на привод 3, совершает гармонические колебания вокруг линии среза зеркального ножа-анализатора 2 (точка А), вследствие чего отраженный от него световой пучок совершает угловое сканирование по плоскому зеркалу 4 и, отражаясь от последнего, по апертуре объектива 6. На фиг.1 показаны два крайних положения светового пучка, Амплитуда сканиронания и размеры плоского зеркала 4 выбираются такими, что световой пучок не диаф-, рагмируется ни на плоском зеркале 4„ ни на оправе объектива 6. Под действием сигнала с генератора 15, подаваемого на сканатор 5, связанный с плоским зеркалам 4 механической связью, последнее совершает возвратно-поступательное движение параллельно самому себе с частотой, на порядок меньшей частоты сканирования ножа-анализатора 2. В результате световое пятно,, построенное объективом 6 на ноже-анализаторе 2 в про" странстве иэображений, помимо углового сканирования, обусловленного колебаниями ножа-анализатора 2, будет дополнительно возвратно-поступательно перемещаться вдоль оптической оси.

Отразившись от контролируемого объекта 19, излучение вновь проходит объектив 6 и, отразившись от зеркала

1167423

4, совершает угловое и продольное перемещение по срезу ножа-анализатора 2, эа которым в обратном ходе излучения расположен фотоприемник 7, На выходе фотоприемника 7 формирует- 5 ся модулированный сигнал (фиг.2 б), содержащий информацию о величине продольного смещения контролируемого объекта 19.

Обработка сигнала, снимаемого с фотоприемника 7, может быть проведена следующим образом.

Сигнал (фиг,2 б) усиливается предварительным усилителем 8 и поступает на детектор 9. Затем сигнал (фиг.2 в) 15 усиливается широкополосным усилителем

10, инвертируется инвертором 11

; (фиг.2 .r) поступает на дифференциатор 12, после чего (фиг.2 д) формируется триггером 13 Шмидта (фиг.2 а) 20 и через логическую схему 14 (фиг.2 s) попадает на измеритель 18 временных интервалов.

Опорный сигнал с генератора 15 (фиг.2 а) формируется триггером 16

Шмидта (фиг.2 ж) и также подается на измеритель 18 временных интервалов. Одновременно опорный сигнал подается и на привод 5 зеркала 4.

Измеритель 18 временных интервалов осуществляет, измерение интервала между фронтами импульсов измерительного и онорногс сигналов (фиг.2 з) ., Длительность ь этого интервала пропорциональна величине смещения контролируемого объекта 19 относительно

cpesa ножа-анализатора 2. Направление. смещения определяется по направлению смещения фронта измерительного сигнала относительно опорного.

Введение колеблющегося плоского зеркала позволяет перейти к времяимпульсному методу измерения практически независящему от амплитудных флуктуаций фототока, и эа счет этого повысить точность измерений.

1167423 /мг

ФИГ.. g

Редактор M.Êåëåìåø

Заказ 4423/38 Тираж 651 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Вщ1

{изб) е

1 я а 2

{an) Составитель С. Грачев

Техред С.Мигунова Корректор В,Синицкая

Филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4