Устройство для измерения положения объекта

Устройство для измерения положения объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений, например при помощи интерференционных и растровых преобразователей. Расширение диапазона измерения достигается за счет того , что схема обработки измерительной информации снабжена блоком временной селекции, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу амплитудного дискриминатора, второму и четвертому входам блока управления, блока временной привязки, первый и второй . входы которого подключены соответственно к выходу блока временной селекции и пятому выходу блока управления, ,и вторым счетчиком, вход которого подключен к выходу блока временной привязки, а выход соединен со вторым входом регистратора. 1 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51)4 С 01 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3824577/24-28 (22) 07.12.84 (46) 30.09.86. Бюл. Р 36 (?2) Т,М.Айсин, О.T.Àéñèí, С.Н.Крестинин и А.В.Подобрянский (53) 621.317.39:531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 551502, кл. G Oi В 11/26, 1975.

Авторское свидетельство СССР

М 1067352, кл. G 01 В 21/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений, например при по" мощи интерференционных и растровых преобразователей. Расширение диапазона измерения достигается за счет того, что схема обработки измерительной информации снабжена блоком временной селекции, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу амплитудного дискриминатора, второму и четвертому входам блока управления, блока временной привязки, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу блока временной селекции и пятому выходу блока управления, .и вторым счетчиком, вход которого подключен к выходу блока временной привязки, а выход соединен со вторым; 9 входом регистратора. 1 ил.

1260684

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений различных объектов, например в интерференционных и растровых преобразователях перемещений.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения за счет введения новых блоков и связей в схему обработки измерительного сигнала.

На чертеже изображена блок-схема устройства для измерения положения объекта.

Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, блок 2 формирования иэображений световых марок, выполненный, например, в виде многощелевой диафрагмы или интерферометра, фотоприемник 3, выполненный па основе прибора с зарядовой связью, амплитудный дискриминатор 4, состоящий из усилителя 5, вход которого подключен к выходу фотоприемника 3, Р-триггера 6, D-вход которого подключен к выходу усилителя 5,блок

7 временной селекции, состоящий из формирователей 8 и 9, входы которых подключены к выходу D-триггера 6, логического элемента IO И, первый вход которого подключен к выходу формирователя 8, триггера 11, S u R-входы которого подключены к выходу логического элемента 10 И и выходу формирователя 9, логического элемента 12 И, первый вход которого подключен к выходу триггера 11, формирователя l3 вход которого подключен к выходу триггера 11, триггера 14, R-вход которого подключен к выходу формирователя 13, выход триггера 14 соединен со вторым входом логического элемента 12 И, коммутатор 15, состоящий из триггера 16, R-вход которого подключен к выходу логического элемента 12 И, логического элемента 17 И, первый вход которого подключен к выходу триггера 16, логического элемента 18 И, первый вход которого подключен к выходу логического элемента 12 И, логического элемента 19 ИЛИ, входы которого подключены к выходам логических элементов 17, 18 И, первый счетчик 20, вход которого подключен к выходу логического элемента 19 ИЛИ, регистратор 21, первый вход которorо подключен к выходу счетчика 20,блок

22 временной привязки, состоящий из формирователя 23, вход которого подключен к выходу логического элемента 12 И,D-триггера 24, D-вход которого подключен к выходу формирователя 23, второй счетчик 25, вход которого подключен к выходу триггера 24, а выход счетчика 25 соединен со вторым входом регистратора 21, блок 26 управления, первый выход которого соединен с фотоприемником 3, второй выход — S-входом триггера 14, S-входом триггера 16, установочным входом счетчика 20, третий выход — с

С-входом триггера 6, вторым входом логического элемента 17 И, четвертый выход — с вторым входом логического элемента 10 И, пятый выход — с

С-входом триггера 24, шестой выход— с вторым входом логического элемента 18 И.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 света посылает пучки лучей в блок 2 формирования изображений световых марок, связанный с объектом 27.

Блок 2 формирования изображений световых марок формирует две или более световые марки, например, в виде интерференционных полос или изображения растра, проецируемые на фоточувствительную поверхность фотоприемника 3.

При линейном или угловом перемещении объекта 27 происходит перемещение световых марок по поверхности фотоприемника 3.

При поступлении управляющих сигналов с блока 26 управления происходит опрос фоточувствительных ячеек фотоприемника 3, на выходе которого формируется выдеосигнал в виде последовательности импульсов; огибающая которых характеризует распределение освещенности в изображении световых марок по поверхности фотоприемника 3.

Сигналы, снимаемые с фотоприемника 3, усиливаются усилителем 5, входящим в амплитудный дискриминатор 4, и поступают на D-вход D-триггера 6, на С-вход которого поступают синхро" низирующие импульсы с блока 26 управления, частота которых равна частоте опроса фотоприемника 3.

На выходе D-триггера 6 формируют- ся прямоугольные импульсы, ширина которых связана с шириной световых марок, которые поступают на формиро684 з 1260 ватели 8 и 9, входящие в блок 7 временной селекции.

Формирователь 8 формирует короткий импульс по переднему фронту входного сигнала, формирователь 9 — по заднему фронту.

Импульсный сигнал, снимаемый с формирователя 8, поступает на первый вход логического элемента 10 И, на второй вход которого поступает стро- 1Î бирующий сигнал, начало которого задержало относительно времени начало опроса фотоприемника 3 на величину, превышающую длительность импульса, формируемого формирователем 8. 15

Импульс, формируемый формирователем 8 и прошедший логический элемент 10 И, перебрасывает триггер 11 в состояние лог. "1".

Импульс, формируемый формирова- 20 телем 9,перебрасывает триггер 11 в состояние лог. "0"

При проецировании на фотоприемник 3 одной или двух световых марок на выходе триггера 11 формируется 25 один или два импульсных сигнала, поступающих на первый вход элемента 12 И и формирователя 13, формирующего короткий импульсный сигнал по заднему фронту импульса, поступающего на его вход.

В начале опроса фотоприемника 3 блок 26 управления формирует импульсный сигнал, устанавливающий триггер 14 в состояние лог. "1". При этомЗ сигнал лог. "1" поступает на второй вход логического элемента 12 И.

Передний фронт первого импульсного сигнала, снимаемого с триггера 11, проходит на выход логического эле- 40 мента 12 И.

При формировании заднего фронта импульсного сигнала, снимаемого с триггера 11, формирователь 13 формирует короткий импульсныи сигнал, пе- 45 ребрасывающий триггер 14 в состояние лог. "0". При этом логический элемент 12 И запирается. Таким образом, на выход логического элемента 12 И проходит только первый импульсный сигнал, снимаемый с триггера 11, и не проходит второй импульсный сигнал, в случае проецирования на фотоприемник 3 двух световых марок.

В начале опроса фотоприемника 3 блок 26 управления формирует импульсный сигнал, перебрасывающий триггер

16 в состояние лог. "1", открывающий логический элемент 17 И. При этом на выходе логического элемента 17 И формируется импульсная последовательность с частотой заполняющих импуль сов f которая проходит через логический элемент 19 ИЛИ и подсчитывается счетчиком 20.

При формировании переднего фронта сигнала, формируемого логическим элементом 12 И, триггер 16 перебрасывается, запирает логический элемент

17 И. При этом на выходе логического элемента 18 И формируется импульсная последовательность с частотой заполняющих импульсов f„/2, которая проходит через логический элемент 19 ИЛИ, и подсчитывается счетчиком 20.

Заполняющие импульсы с частотами

f и f /2 формируются блоком 26 управления.

Результат, накопленный в счетчике 20 за один цикл опроса фотоприемника 3, индицируется регистратором

21 и пропорционален с определенным масштабным коэффициентом пространственному положению геометрического центра световой марки, полностью спроецированной на фотоприемник 5, т.е. перемещению объекта 27.

На светочувствительные ячейки фотоприемника 5 при перемещении объекта 27 может проецироваться одна световая марка, две световые марки, а также часть первой световой марки и вторая световая марка.

При этом сигнал, формируемый на выходе амплитудного дискриминатора 4, характеризующий пространственное положение части первой световой марки и несущий ложную информацию о ее пространственном положении, не проходит на выход триггера 11, за счет того что передний фронт сигнала, формируI емого амплитудным. дискриминатором 4, формируется раньше, чем фронт сигнала, поступающего на второй вход логического элемента 10 И с блока управления 26.

Второй импульсный сигнал, формируемый триггером 11, в случае проецирования на фотоприемник 3 двух световых марок не проходит на выход логического элемента 12 И, и таким образом в счетчике 20 не накапливается ложная информация.

Подсчет количества световых марок относительно фотоприемника 3 в одном

РФ( (J

Составитель В.Николаев

Техред Л.Олейник KoppeKTop M.Ñàìáoðñêàÿ

Редактор Н.Горват

Заказ 5214/36 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предпрйятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

5 12606 направлении производится блоком 22 временной привязки и счетчиком 25.

При формировании переднего фронта сигнала, снимаемого с логического элемента 12 И, входящего в блок 22 временной привязки, формирователь 23 формирует короткий импульс, поступающий на D-вход триггера 24.

При совпадении времени формирования импульса, формируемого формиро- 10 вателем 23 и короткого импульсного сигнала, формируемого блоком 26 управления в процессе опроса фотоприемника 3, триггер 24 перебрасывается в состояние лог. "1" f5

При несовпадении времени формирования импульса, формируемого формирователем 23, и короткого импульсного сигнала, формируемого блоком 26 управления, триггер 24 перебрасыва- 2б

И 11 ется в состояние лог. 0 . Количество переходов триггера 24 из состояния лог. "0" в лог. "1" подсчитывается счетчиком 25 и индицируется регистратором 21. Перед началом измере- 25 ния счетчик 25 сбрасывается в исходное нулевое состояние.

Таким образом, в регистраторе 21 при перемещении объекта 27 региста рируется величина дискретного и точного перемещения объекта 27. о

Формула изобретения

Устройство для измер ения пол ожения объекта, содержащее оптически связанные источник света, блок фор84 Ь мирования изображения, фотоприемник, выполненный на основе прибора с зарядовой связью, блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом фотоприемника, амплитудный дискриминатор, вход которого связан с выходом фотоприемника, коммутатор, первый управляющий и первый информационный входы которого подключены соответственно к второму и третьему входам блока управления, счетчик, вход которого подключен к выходу коммутатора, первый вход которого подключен к счетчику, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения, оно снабжено блоком временной селекции, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу амплитудного дискриминатора, второму, четвертому выходам блока управления, выход блока временной селекции соединен с вторым управляющим входом коммутатора, блоком временной привязки, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу блока временной селекции и пятому выходу блока управления, дополнительным счетчиком, вход которого подключен к выходу блока временной привязки, а выход соединен с вторым входом регистратора, коммутатор снабжен вторым информационным входом, подключенным к шестому выходу блока управления, а блок формирований изображения выполнен с возможностью фор" мирования изображения двух или более световых марок.