Оптико-электронное устройство для измерения поперечных смещений

Оптико-электронное устройство для измерения поперечных смещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений. Источники излучения формируют при помощи электронной схемы питания излучателей модулированное в противофазе излучение с частотным заполнением f и f., которое преобразуется фотоприемником 18 в злектрический сигнал и поступает на сумматор 24. При смещении приемника с заданного направле- HPiH усилитель-ограничитель 25 формирует сигнал, скважность которсгго больше 2. Реверсивный счетчик 27 регистрирует число импульсов, пропорциональное пространственному отклонению приемника. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (g1) 4 G 01 В 21/00

+per;,ðäð gg,13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СФ 3

CO пВЬ

Сл 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4119761/24-28 (22) 25.06.86 (46) 30.01.88. Бюл. ||- 4 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики и Уральский политехнический институт им. С.M.KèðîBà (72) С.А.Енученко, В.А.Новиков, Э.Д.Панков и А.Н.Тимофеев (53) 531.7(088.8) (56) Цуккерман С.Т., Великотный Н.А.

Экспериментальное исследование прибора управления лучом на светодиодах. — Известия вузов СССР, Приборостроение, Т. XVI, 1973, М 2, с. 114116. (54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЪ|Х СМЕЩЕНИЙ

ÄÄSUÄÄ 1370457 А1 (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения — повьппение точности и расширение диапазона измерений. Источники излучения формируют при помощи электронной схемы питания излучателей модулированное в противофазе излучение с частотным заполнением

f и f, которое преобразуется фотоприемником 18 в электрический сигнал и поступает на сумматор 24. При смещении приемника с заданного направления усилитель-ограничитель 25 формирует сигнал, скважность которого больше 2. Реверсивный счетчик 27 регистрирует число импульсов, пропорциональное пространственному отклонению приемника. 3 ил.

1370457

Оптико-электронное устройство для измерения поперечных смещений работает следующим образом.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при регистрации величин поперечных смещений.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений за счет электронного сканирования оптической равносигнальной зоны.

На фиг. 1 изображена структурная 10 схема эадатчика направления и элект— ронной схемы питания излучателей; на фиг. 2 — структурная схема приемника, на фиг. 3 — диаграммы электрических сигналов. 15

Оптико-электронное устройство для измерения поперечных смещений содержит задатчик 1 направления (фиг. 1), включающий объектив 2, источник 3 излучения, выполненный в ви- 20 де разделительной призмы 4 и двух излучателей 5 и 6, размещенных у ее боковых граней, и электронную схему

7 питания излучателей, включающую генератор 8, выход которого подключен к входам трех делителей 9-11 частоты, выходы первого 9 и второго 10 делителей частоты подключены к входам модуляторов 12 и 13, а выход третьего делителя 11 частоты подключен к входу 30 генератора 14 треугольных импульсов, при этом выходы модуляторов 12 и 13 подключены к излучателям (светодиодам) 5 и 6, а выход генератора 14 треугольных импульсов подключен к управляющему входу модулятора 12 и через фазовращатель 15 — к управляющему входу модулятора 13 и приемника 16 (фиг. 2), включающего объектив 17 и фотоприемник 18, выход которого под- 40 ключен на вход предусилителя 19, а выход последнего — на входы двухполосовых фильтров 20 и 21,выходы которых через выпрямители 22 и 23 включены на входы сумматора 24, выход ко- 45 торого подключен на вход усилителяограничителя 25, выход последнего включен на входы дифференцирующей цепочки 26 и реверсивного счетчика 27, при этом на второй и третий входы 50 реверсивного счетчика 27 подключены выходы дифференцирующей цепочки 26 и генератора 28 опорной частоты, а выход реверсивного счетчика 27 включен на вход индикатора 29. 55

Генератор 8 электронной схемы 7 питания излучателей вырабатывает импульсную последовательность высокой частоты, которая делится делителями

9-11 частоты с различным коэффициентом деления, в результате чего на их выходе возникают прямоугольные импульсы с частотой повторения f,, Г

f соответственно. С выхода делите ля 11 импульсы поступают на вход запуска генератора 14 треугольных импульсов, напряжение с выхода которого поступает непосредственно на управляющий вход модулятора 12 и через фазовращатель 15, осуществляющий сдвиг фазы напряжения генератора 14 на 180, — на модулятор 13. В результате с выходов модулятора 12 и 13 снимаются противофазные треугольные импульсы, промодулированные частотами f, и f,. Поскольку выходы модуляторов 12 и 13 подключены к излучателям 5 и 6, то излучение от каждого излучателя будет промодулировано в противофазе с частотным заполнением и Йг.

При изменении яркости в каналах источника излучения оптическая равно. сигнальная зона смещается по закону

>„(E< Ег)/2(E + Ег) где 2 — смещение оптической равносигнальной эоны;

Е, и E г — освещенности, создаваемые излучателями 5 и 6;

2 — величина линейной части переходной зоны.

Таким образом, противофазная модуляция излучателей 5 и 6 треугольным напряжением обеспечивает электронным способом смещение оптической равносигнальной зоны, т.е. наблюдается ее пространственное сканирование. диаграммы напряжений U è Ц на излучателях 5 и 6 представлены на фиг. За и Зб.

Излучение, промодулированное частотами Е„ и Йг, собирается с помощью объектива 17 приемника 16 на фотоприемнике 18 и преобразуется в электрический сигнал, который поступает на предусилитель 19. Усиленный предусилителем 19 электрический сигнал поступает на полосовые фильтры 20 и 21, настроенные соответственно на частоты f и f, в результате чего на их выходе появляется импульсный сигнал соответственно с частотами и f< с огибающей треугольной фор1370457

35

50 мы (диаграммы в и г на фиг. 3). Выделенные выпрямителями 22 и 23 огибающие поступают на вычитающее устройство, выполненное в вице сумматора 24 (диаграмму д на фиг. 3). Усилитель-ограничитель 25 формирует из напряжения положительной полярности разностного сигнала сумматора 24 прямоугольные импульсы (фиг. 3e), которые, поступая на реверсивный счетчик 27, разрешают прямой счет (при наличии положительного импульса на выходе усилителя-ограничителя 25) или обратный (при нулевом уровне выходного напряжения импульсов высокой частоты генератора 28 опорной частоты). Одновременно из сигналов усилителя-ограничителя 25 дифференцирующей цепочкой 2б формируются короткие импульсы, которые управляют выводом числа импульсов разницы прямого и обратного счета реверсивного счетчика 27 с учетом знака разницы, а затем обновляют показания реверсивного счетчика для нового цикла. Выходная информация реверсивного счетчика 27 поступает на индикатор 29.

Если приемник находи.ся на линии симметрии сканирования, то амплитуду сигналов с выхода выпрямителей 22 и 23 будут одинаковыми (фиг. Зв и

Зг) и тогда суммарный сигнал (фиг.Зд) будет формировать напряжение с усилителя-ограничителя 25 со скважностью

2 и по этой причине количество подсчитанных реверсивным счетчиком 27 импульсов будет равным нулю.

Если приемник смещен вверх от линии симметрии сканирования, то амплитуда оптического сигнала с частотой

f будет больше амплитуды сигнала частоты f,. В результате с сумматора с

24 снимется сигнал (фиг. Зж) с положительной амплитудой сигнала, которая больше отрицательной. В результате усилитель-ограничитель 25 сформирует сигнал со скважностью больше 2 (фиг. Зг) и по этой причине количество подсчитанного реверсивным счетчиком 27 импульсов будет пропорционально пространственному отклонению приемника относительно центра сканирования ввиду выбранной формы противофазных модулирующих напряжений. формула изобретения

Оптико-электронное устройство для измерения поперечных смещений, содержащее задатчик направления, состоящий из оптически связанных объектива и светоделительной призмы, первого и второго источников излучения, расположенных симметрично относительно катетных граней светоделительной

1 призмы, генератор, оптически связанные приемный объектив и фотоприемник, предусилитель, вход которого связан с выходом фотоприемника, первый и второй фильтры, входы которых связаны с выходом предусилителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, оно снабжено первым, вторым и третьим делителем частоты, последовательно соединенными генератором треугольных импульсов, фазовращателем и первым модулятором, вторым модулятором, первым и вторым выпрямителями, сумматором, последовательно соединенными усилителем-ограничителем, реверсивным счетчиком и индикатором, дифференцирующей цепочкой и генератором опорной частоты, входы первого, второго и третьего делителей частоты связаны с выходом генератора, выход первого делителя частоты связан с первым входом второго модулятора, второй вход которого подключен к выходу генератора треугольных импульсов, а выход — к первому излучателю, выход второго делителя частоты подключен к второму входу первого модулятора, выход которого связан с вторым излучателем, выход третьего делителя частоты связан с входом генератора треугольных импульсов, входы первого и второго выпрямителей связаны с выходами первого и второго фильтров соответственно, их выходы — с входами сумматора, выход которого подключен к входу усилителя-ограничителя, выходы генератора опорной частоты и дифференцирующей цепочки связаны с вторым и третьим входами реверсивного счетчика, вход дифференцирующей цепочки подключен к выходу усилителя-ограничителя.

1370457

Редактор А.Ревин

Заказ 409/39

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

48 е

Составитель О.Несова

Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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