Устройство для измерения перемещений

Устройство для измерения перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля профиля криволинейных поверхностей. Целью изобретения является повьшение точности измерения и расширение функциональных возможностей за счет измерения углов поворота объекта. Формируется с помощью источника 2 света, объектива 3 и цилиндрической линзы 4 вытянутое изображение световой марки, которое преобразуется фотоприемником 10 в электрический сигнал. При повороте объекта происходит поворот световой ,v 0 / /yy/vv /V / v A/ /v сд о о 4 9ив. 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) (51) 4 6 01 В 21/

gpppp>

1ъ

i с

1 б (1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2)) 3757885/24-28 (22) 04.05.84 (46) 28.02.86. Бюл. У 8 (» ) Омский политехнический институт (72) В,В.Макаренко, А.И.Савич, Р,И.Евстигнеев и В.Н.Кириенко (53) 531.717(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 787891, кл. G 01 В 11/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1037070, кл. G 01 В 21/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕ111ЕНИЙ

/ (57 ) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для контроля профиля криволинейных поверхностей. Целью изобретения является повышение точности из.мерения и расширение Функциональных воэможностей за счет измерения углов поворота объекта. Формируется с помощью источника 2 света, объектива 3 и цилиндрической линзы 4 вытянутое изображение световой марки, которое преобразуется фотоприемником 10 в электрический сигнал. При повороте объекта происходит поворот световой

1215004

15

25

35

40 марки относительно фотоприемника 10.

На выходе усилительного блока 22 формируется сигнал управления, поворачинякщий цилиндрическую линзу 4 в по1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений объектов, имеющих отражающую поверхность, например профиля криволинейных поверхностей лопаток турбины.

Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей эа счет измерения угла поворота объекта.

На фиг.l представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 вид А на фиг.l; на фиг.3 — вид Б на фиг.l (положение изображения световой марки относительно фотоприемника).

Устройство содержит блок 1 формирования изображения световой марки, состоящий из источника 2 (модулированного) света, объектива 3, цилиндрической линзы 4, установленной в оправе 5, кинематически связайной с дополнительным приводом 6; датчик 7 поворота; фотоприемный блок 8, сос" тоящий из фокусирующего объектива 9, четырехквадрантного фотоприемника

10; блок 11 нахождения разностных сигналов, состоящий из сумматоров

12 — 15, входы которых подключены к четырехквадрантному фотоприемнику 10 дифференциальных усилителей

16, 17, входы которых подключены к выходам сумматоров 12 — 15; усилительный блок 18, состоящий иэ последовательно соединенных фазового детектора 19, модулятора 20, усилителя 21 мощности; информационный вход фазового детектора 19 подключен к выходу дифференциального усилителя 16; усилительный блок 22, состоящий из последовательно соединенньтх фазового детектора 23, модулятора 24, усилителя 25 мощности; информационный вход фазового детектора 23 подключен к выходу дифференложение при котором сигнал с усилиt тельног > блока 22 равен нулю. По повороту цилиндрической линзы 4 судят о повороте объекта 29. 2 ил.

2 циального усилителя 17.; генератор

26, выход которого соединен с управляющими входами фазовых детекторов

19, 23 и управляющим входом источника 2 модулированного света; источник 27 переменного напряжения; привод 28 кинематически связан с.блоком 1 формирования изображения световой марки и фотоприемным блоком 8; информационные входы привода 28 и дополнительного привода 6 подключены соответственно к выходам усилителей 21, 25 мощности; выход источника 27 переменного напряжения соединен с управляющими входами модуляторов 20, 24, управляющими входами привода 28 и дополнительного привода 6, Измеряют линейное перемещение и угол поворота объекта 29.

Устройство работает следующим образом.

Параллельные модулированные по интенсивности пучки света, формируемые источником 2 света, подключенным к генератору 26, преобра:зуются объективом 3 и цилиндрической линзой 4 в изображение вытянутой световой марки, проецируемой на отражающую поверхность объекта 29.

Изображение вытянутой световой марки переносится фокусирующим объективом 9 в плоскость установки четырехквадрантного фотоприемника 10.

Оптические оси объектива 3, цилиндрической линзы 4 фокусирующего объектива 9 расположены в одной плоскости.

Электрические сигналы, снимаемые с четырехквадрантного фотоприемника 10, поступают на входы сумматоров 12 - 15, входящих в блок ll нахождения раэностных сигналов.

Электрические сигналы, снимаемые с выходов сумматоров 12, 13 и сумма1215004 торов 14, !5, поступают соответственно на входы дифференциальных усилителей 16, 17, выходные сигналы с которых поступают на информационные входы фазовых детекторов 19, 23, входящих в усилительные блоки 18, 22, на опорные входы которых поступают сигналы с генератора 26, Постоянные напряжения, формируемые на выходах фазовых детекторов

19, 23, преобразуются в переменные напряжения модуляторами 20, 24, управляемыми источником 27 переменного напряжения, усиливаются по мощности усилителями 21, 25 мощности и поступают на привод 28 и дополнительный привод 6, на которые также подаются опорные сигналы от источника

27 переменного напряжения.

Привод 6 осуществляет поворот оправы 5, в которой закреплена цилиндрическая линза 4. Контроль угла поворота оправы 5 осуществляется датчиком 7 поворота.

Привод 28 осуществляет одновременное продольное перемещение блока 1 формирования изображения световой марки и фотоприемного блока 8.

В исходном положении объекта 29 изображение вытянутой световой марки расположено симметрично относительно линий раздела фоточувствительных плбщадок раздела четырехквадрантного фотоприемника 10 (фиг.2) .

При этом сигналы, снимаемые с четырехквадрантного фотоприемника, равны между собой; напряжения, формируемые на выходах дифференциальных усилителей 16, 17, равны нулю; сигналы, поступающие с усилителей 21, 25 мощности на привод 28 и дополнительный привод 6, также равны нулю.

При смещении объекта 28 вдоль оптической оси объектива 3 происходит смещение изображения вытянутой световой марки относительно линий раздела фоточувствительных площадок четырехквадрантного фотоприемника 10.

При этом сигналы, снимаемые с выходов сумматоров 12, 13, не равны между собой, на выходе дифференциального усилителя 16 формируется постоянное напряжение, знак которого связан с направлением смещения объекта

29, которое преобразуется усилительным блоком 18 в переменное напряжение, поступающее на привод 28, перемещающий блок 1 формирования иэображения световой марки и фотоприемный блок 8 в положение, при котором напряжение на выходе дифференциального усилителя 16 становится равным нулю.

По величине перемещения блока 1 формирования изображения световой марки и фотоприемного блока 8 судят о величине смещения объекта 29.

10 При повороте объекта 29 вокруг оси, перпендикулярной оптической оси объектива 3 и цилиндрической линзы 4 и лежащей в плоскости, через которую проходит оптическая ось фокусирующего объектива 9, происходит поворот иэображения вытянутой световой марки относительно линий раздела фоточувствительных площадок четырехквадрантного фотоприемника 10.

20 При этом суммы сигналов, снимаемых с диагонально расположенных фоточувствительных площадок четырехквадрантного йотоприемника 10, не равны между собой, на выходе диффе2s ренциального усилителя 17 формируется постоянное напряжение, знак которого связан с направлением поворота объекта 29, которое преобразуется усилительным блоком 22 в переменное напряжение, поступающее на привод 6, вращающий через оправу 5 цилиндрическую линзу 4 до поло:.;ения, при котором напряжение на выходе дифференциального усилителя 17 становится равным нулю.

По углу поворота оправы 5, фиксируемой датчиком 7 поворота, судят об угле поворота объекта 29.

Использование предлагаемого уст40 ройства позволяет исключить погрешность, связанную с поворотом объек.— та, а также расширить его функциональные воэможности за счет измерения угла поворота объекта.

Формула изобретения

Устройство для измерения перемещений, содержащее оптически связан"

50 ные блок формирования изображения световой марки, состоящий из источника света и объектива, фотоприемный блок, состоящий иэ фокусирующего объектива и фотоприемника, блок нахождения разностных сигналов, входы которого подключены к выходам фотоприемного блока, привод, вХод которого связан с выходом блока наФиг,я

Составитель Т.Айсин

Редактор Н.1Пвыдкая Техред М.Гергель

Корректор А ° Зимокосов

Заказ 900/51 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 12!5004 а хождения раэностных сигналов, выход ся оправе, ось вращения которой совпривода кинематически связан с бло- падает с оптической осью источника ком формирования изображения свето- света и объектива, цилиндрическая вой марки и фотоприемным блоком, линза в оправе установлена перед о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 5 объективом, дополнительным приводом, с целью повышения точности измере- кинематически связанным с оправой, ний и расширения функциональных воз фотоприемник фотоприемного блока выможностей эа счет измерения угла по полнен четырехквадрантным, блок наворота объекта, блок формирования,хождения разностного сигнала снабжен иэображения световой марки снабжен 10 дополнительным выходом, связанным с цилиндрической линзой so вращающей- дополнительным приводом