Устройство для измерения перемещений

Устройство для измерения перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измеритель- Ffofi технике. Цель изобретения - повы- 1иение быстродействия измерений за счет исключения операций де.модуляции электрического сигнала в системе грубого отсчета. Источник 1 света освещает из.мерительный и индикаторный растры 3,4. Сигналы, снимаемые с фотоприемников 7,8, усиливаются усилителями 9, 10 переменного тока, формируются блоком 11 фор.мирования импульсов . Величина грубого перемещения измерительного растра 3 подсчитывается реверсивным счетчико.-w 12 и фиксируется блоком 16 индикации. Под действием сигналов, фор.мируе.мьгх генераторо.м 15, блок 5 сканирован.чя перемещает индикаторный растр 4 относительно среднего положенич. Фаза сигнала , снимаемого с усилителя 10 переменного тока, преобразуется в код блоком 13 измерения фазы и далее в постоянное напряжегп е 1и фр Оа11а,10говь1.: преобразовато- ;ie.M 14. Постоя.ипое папряженне. фор.мнруемое цпфроана. п)говы.м преобразователе.м 14, с по.мощью блока 6 смеп|ения перемещает индикаторный растр 4 в положение, при котором прозрачные и непрозрачные участки измерительного и индикаторного растров 3,4 совпадают. Величина точного перемещения из.мерительн( го растра 4 фиксируется блоко.м 16 индикации. 4 ил. S сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (513 4 (д 01 В 2! 00

ГОСУДАРСТБЕННЬ!Й НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРБ(ТИЙ (21) 4201597/24-28 (22) 02.03.87 (46) 07.09.88. Бюл. № 33 (71) МВТУ им. Н. Э. Баумана (72) A. В. Мироненко, Г. П. Дмитриев, Ю. E. Коляда и В. Н. Янушкин (53) 531.717(088.8) (56) Авторскос свидетельство СССР № 670802, кл. G 01 В 11/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 194330, кл. G 01 В 9/02, 1965. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - — повышение быстродействия измерений за счет исключения операций демодуляции злектрического сигнала в системе грубого отсчета.

Источник 1 света освещает измерительный и индикаторный растры 3,4. Сигналы, снимаемые с фотоприемников 7,8, усиливаются

„„SU„„1422002 А 1 усилителями 9, 0 II(.ременного тока, формируются блоком !! формирования импульсов. Величина грубого перемещения измерительиого растра 3 подсчитывается реверсивным счетчиком !2 и фиксируется блоком

16 индикации. Под действием сигналов, формируемых генератором 15, блок 5 сканирования перс мещает индикаторный растр 4 относительно среднего положенич. Фаза сигнала, снимаемого с усилителя 10 переменного тока, преобразуется в код блоком !3 измерения фазы и далее в постоянное няПРЯЛ Сkll!(IIII(!)()Î(lñ. и,! )i ()BÛ П(?СООРЯЗОВЯТ(. !(I 4. Постоя !1!)Ос на и ря к(II I I(., фор.",! I (?l емое цпфроанял(н Оным преооразова ег!е)! ! 4, с помощью олока 6 смещения перемещает индикаторный растр 4 в положение, при котором :!розрачные и непрозрачные

? ×ß(.ÒI(È ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО И ИНДИКЯТОРНО! 0 растров 3,4 совпа 1ают. Величина точного перемещсния измерител)ип го растра 4 фикси(?), етсPi D.зоко)! (? Iillдll! Яц))и. 4 ил.

1 !

Изобретение относится K измерительной технике и может быть использовано в уст:, ройствах для измерения точных переме- щений различных объектов, построенных на основе растрового преобразователя или интер феро метр а.

Цель изобретения — повышение быстродействия измерений за с iеr искпючения операций демодуляции электрического сигна Ia в системе отсчета трубок.

На фиг. 1 представлена фуIIKLl,иональная схема устройства; на фиг. 2 — - функll HoHHльные cYEblhI б,.loKB измерения фазы и части устройства; на фнг. 3 -- функ. циональная схема блока формирования счетных импульсов; на фиг. 4 — временные диаграммы сигналов, формируемых на выходах отдельных узлов устройства в режиме слежения.

Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, блок " формирования интерференционных или муаровых полос, выполненный в виде измерительного растра 3, индикаторного растра 4, блоки

5 и 6 сканирования и смешения, кинематически связанные с блоком 2 формирования интерференционных или муаровых полос, фотоприемники 7 и 8, оптически связанные с измерительным H индикаторнь|м растрами 3 и 4, усилители 9 и 10 переменного тока, входы которых подключены к фотоприемникам 7 и 8, блок 11 формирования импульсов, входы которого подключены к выходам усилителей 9 и 1О переменного тока, реверсивный счетчик 12, входы которого подключены к выходам блока 11 формирования импульсов, блок 13 измерения фазы, первый вход которого подключен к выходу усилителя 10 переменного тока, цифро аналоговый преобразователь 14, вход которого подключен к выходу блока 13 измерения фазы, генератор 15, выход которого соединен с вторым входом блока 13 измерения фазы, блок. 16 индикации, входы которого подключены к выходу реверсивного счетчика 12 и выходу блока 13 измерения фазы.

Блок 13 измерения фазы выполнен в виде демодулятора 17, входы которого подключены к выходу усилителя 10 переменного тока и генератору 15, фильтра 18 нижних частот, вход которого подключен к выходу демодулятора 17, нуль-органов 19 и 20, входы которых подключены к выходу фильтра 18 нижних частот, управляемых генераторов 21 и 22, входы которых подключены к.выходам нуль-органов 19 и 20, реверсивного счетчика 23, входы которого подключены к выходам управляеMblx генераторов 21 и 22.

Блоки 5 и 6 сканирования и смещения выполнены в виде сканатора 24, содержащего магнитную систему 25, в кольцевой зазор которой помещены катушки 26 и 27, каркасы которых закреплcíû па упругом элементе 28, механически связанным с ип422002

50 с!

0 !

ЗО

2 дикаторпым растром 4, кату1пки 26 и 27 соединены с выходом генератора 15 и цифро аналогового преобразователя 14.

Блок 11 формирования импульсов выполнен в виде нуль-орг-нов 29 и 30, входы

KoTopoIx подключены к выходам усилителеи

9 и 10 переменного тока, ингертора 31, вход которого подключен к выходу нульоргана 29, формирователей 32 и 33, входы которых подключены соответственно к выходу инвертора 31 и нуль-орга,!а 29 элементов И 34 и 35, первые входы которых подключены к выходам формирователей

32 и 33, вторые входы элементов И 34 и 35 подключены к выходу нуль-органа 30, выходы элементов И 34 и 35 соединены с входами реверсивного счетчика !2.

Устройство работает следую1цим оора",oì.

Источник 1 света формирует параллельные пучки лучей, направляемые на измерительный и индикаторный растры 3 и 4, входящие в блок 2 формирования интерференционных или муаровь1х полос.

Индикаторный растр 4 совершает колебательные движения относительно измерительного растра 3 с амплитудой, не превышаю1цей периода растра.

Колебательные движения придаются индикаторному растру 4 с помощью блока

5 сканирования.

Г1ри перемещении измеритель.loro растра

3 относительно индикаторного растра 4 на выходе фотоприемников 7 и 8 формируются сигналы, сдвинутые друг относительно друга на 90 . Сигналы, снимаемые с фотоприемников 7 и 8, усиливаются усилителями 9 и 10 переменного тока и поступают на входы нуль-органов 29 и 30. входящих в блок i! формирования импульсов.

На выходе:1уль-органов 29 и 30 формируются прямоугольные сигналы, олин из которых инвертируется инвертором 31. Формирователи 32 и 33 формируlor короткие

Hмпульсы при поступлении на их входы прямоугольных сигналов с выхода инвертора 31 и нуль-органа 29. Короткие импульсы, сформированные формирователями

32 и 33, поступают на первые входы элементов И 34 и 35, на вторые входы которых поступают прямоугольные сигналы с выхода нуль-органа 30.

На выходе элемента И 34 i! IH И 35 в зависимости от направления перемещения измерительного растра 3 формируются импульсы, поступающие иа входы реверсивного счетчика 12. Величина грубого переме:цепия измерительного растра 3 в виде параллельного кода фиксируется блоком 16 и10 ика ци и.

Генератор 15 формируе-, сигнал. поступакхций в катушку 26, входя1ц Io в скана1O() 24. HpH BH;il .IO TOHOTHII. I носTOHHHOI и переменного лаги;1,11hlx полек, созлавае. мых магнитной систе,loH 25 н катх шкой 26. уп!эу ги и элемент 28 сове!пи,i r Kor ебс1те,11>1422002 ные движения, передаваемые индикаторному растру 4.

Промодулированный электрический сигнал, снимаемый с усилителя 1Î переменного тока поступает на демодулятор 17.

Сигнал с выхода демодулятора 17 сглаживается фильтром 18 нижних частот и поступает на входы нуль-органов !9 и 20, на выходе одного из которых в зависимости от направления смещения измерительного растра 3, относительно индикаторного растра

4, формируется постоянное напряжение, запускающее управляемый генератор 21 или 22.

CEI I I!3;II i, форм и руем ые генератором 21 I 5 или 22, поступают 113 входы суммирования или вычитания реверсивного счетчика 23, выходной код которого преобразуется цифроаналоговым преобразователем 14 в постоянное напряжение, поступающее на катушку

2С

27 сканатора 24.

Под действием постоянного магнитного поля, создаваемого катушкой 27, упругий элемент 28 перемешает индикаторный растр

4 в положение, при котором прозрачные и непрозрачные участки индикаторного и из- 25 мерительного растров 4 и 3 совмещаются друг относительно друга.

Величина точного перемещения измерительного растра 3 в виде параллельного кода, накопленного в реверсивном счетчике

23, фиксируется блоком 16 индикации.

Использов;1«11е устройства позволяет повысить быстродействие измерений за счет

ИСКЛ К1ЧЕНИ Я 0IE P3!! III! ДРМОДЪ .1ЯЦИИ ЭГ1ЕКТРИческого сигиа!3 в системе грубого отсчета.

Фарл у. а изобре тс и п ч

Устро! !СТВО 137. измерения перемещений, содержащее оптически связанные источник света, блок формирования интерференЦИОННЫ\ ИЛИ М ЯРОВЫХ IIO,IOC,;1ВЯ ФОТО«риемника, два усилителя переменного тока, входы которых подключены к фотоприемникам, блок формирования счетных импульсов, реверсивный счетчик, вход которого подключен к выходу блока формирования счетных импульсов, блок измерения фазы, генератор, блок сканирования, вход которого подключен к генератору, выход блока сканирования кинематически сВязян с пеpВЫМ УПРЯВЛЯIOIliИ ВХO„EOi I ОЛОКЯ фОР!1ИРОВяния интерфсренциОниых и.lи мх ярОВь!х полос, от.!ичаюи,есг.! тем, ч гÎ, с целью новы;пения быстродейс-1 вия измерений, оно снабжено цифроаналоговым преобразоВателем, вход которого подкл1очен к выходу блока измерения фазы, блоком смещения, 3%o E котоРОго Ilo 3!i,1!o IP.1! к Выходb циф1тоаналогового «рсобразователя, выход блока

:. ìåùåíèÿ кинематически связан с вторым правляющим Вхоzn» олока формирования интерференционных или муаровых полос, выходы усилителей переменного тока соединены с входами блока фс рмирования сч 1 ных ll м пул ьсов, первый вход блока

1 3 С11СИ !1!! ф!1 1Ы Il().1К, 110 PI I К ВЫ ХО, 1% ВТО1)oI o . Нлителя перс !сино«о тока. Ei второй вход 0 IQK3 измерения фазы подключс« к .-с нсря гору.

142?002

Ьо

Составители Т. АНсНН

Редактор В. Бугренкова Техрсд И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 4415/37 Тираж 680 Подписное

ВНИИГ1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4