Оптико-электронное устройство для измерения углов

Оптико-электронное устройство для измерения углов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для измерения углов в приборостроении, а также для контроля пространственного положения подвижных органов промроботов. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения погрешности определения положения оси, относительно которой осуществляется измерение угла, путем стробирования блока измерений, усреднения большого числа измерений положения оси и объекта при высокой скорости вращения поворотного корпуса. С помощью анализатора 4 и фотоприемников 5 и 6, включенных по дифференциальной схеме, определяют момент попадания светового пучка от излучателя в отверстие 3 поворотного корпуса 2, вращающегося с постоянной скоростью. Время между регистрацией светового пучка от опорного излучателя 1 и излучающих объектов 8, пропорциональное измеряемому углу, равно длительности импульсов, которые формируются блоком 7 визирования и блоком измерения. С помощью блока индикации осуществляется регистрация угла в цифровом виде. Повышение точности достигается стробированием блока измерения сигналом от путевого выключателя, использованием оптической связи между блоком 7 и блоком измерения, что позволяет повысить скорость вращения корпуса 2 и осуществить накопление полезного сигнала. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G О1 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4267727/24-28 (22) 25.06.87 (46) 07.08.89. Бюл. М 29 (7I) Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов и Одесский государственный университет им. И.И. Мечникова (72) А.В. Алексеев-Попов, Г.Я. Кивензор, И.Б. Беккерман, П.П. Епишин и С.А. Гевелюк (53) 531.717(088.8) (56) Зацаринный А.В. Автоматизация высокоточйых инженерно-геодезических измерений. M. Недра, 1976, с. 50-51. (54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ (57) Изобретение относится к контЛ0„, 1499121 А1

2 рольно-измерительной технике и может использоваться для измерения углов в приборостроении, а также для контроля пространственного положения подвижных органов промроботов. Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения погрешности определения положения оси, относительно которой осуществляется измерение угла, путем стробирования блока измерений, усреднения большого числа измерений положения оси и объекта при высокой скорости вращения поворотного корпуса. С помощью анализатора 4 и фотоприемников 5 и 6, включенных по дифференциальной схеме, определяют момент попадания светового пучка от из- лучателя в отверстие 3 поворотного

149912

3 корпуса 2, вращающегося с постоя»гн»10 скоростью. Врс.мя между регистрацией с.ветового пучка от опорного излуч;1теля 1 и излучающих обьектов 8, пропорциональное измеряемому углу, рлв5 но длительности импульсов, которые формируются блоком 7 визирования и блоком измерения. С помощью блока индикации осущс».твляется регистрация углл в цифровом виде. 11овышение точности достигается гтробировлнием блока измерения сигналом от путевого выключатечя, исс»о.»»ьзованием оптической связи между блоком 7 и блоком измерения, что позволяет повысить скорость вращения корпуса 2 и осуществить накопление полезного сигнала.

2 з,п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для измерения углов в приборостроении, а также для контроля пространственного положения под- 20 вижных органон промроботон.

Цель изобретения — повышение точности путем уменьшения »»огрешности определения положения оси, относительно которой осуцес твляется измерение углов, путем стробировлния блока измерени»», усреднения большого числа измерений положения оси и объекта при высокой скорости вращения поворотного корпуса. 30

На фиг ° 1 предстлвленл оптико-»ехлническая схема устройства; на фи» .2— разрез A-А нл фиг.l; на фиг. 3 и 4 блок-схемы соответственно блока визирования и блока иэмерения; нл фиг.5 диаграммы сигналов.

Устройство содержит опорньп» излучатель 1, поворотный корпус 2, выполненный в виде светонепроницаел»ого цилиндра с прозрачным отверстием 3, 40 анализатор 4, первый 5 и второй 6 фотоприемники, блок 7 визирования (центр отверстия 3 и оптические оси фотоприемников 5 и 6 лежат в той же плоскости, что и оптические оси опор- 45 ного иэлучателя 1 и контролируемых объектов 8), электрический двигатель

9, индикаторный светодиод 10, третий фотоприемник ll, путевой выключатель

12, блок 13 измерения и блок 14 индикации, Блок 7 визирования содержит дифференцилльный комплратор 15, суммирующий комплратор 16, конъюнктор 17 и формирователь 18 коротких импул»сов.

Блок 13 измерения содержит сел ктор 19 импул»,сов по д. »»»те.пьности, ll-êàI»»I:»1-1»ый»зорм»»ронлте»»ь 20 опорных импульсов, преобразователь 21 время — код.

Устройство работает следующим образом.

Непрерывно вращаемый электродвигателем 9 корпус 2 сканирует отверстием 3 световые пучки от опорного излучателя 1 и контролируемых излучаемых объектов 8. Каждый световой пучок дифрагируст на анализаторе 4, образуя двл пучка первого порядка, падающие на фотоприемники 5 и 6. Интенсивности дифрагированных пучков урлвш»»»лются в момент, когда направление на излучатель 1 или контролируемые объекты 8 перпендикулярно плоскости лнализатора 4.

При прохождении каждого источника излучения на выходе суммирующего комплрлтора 16 вырабатывается импульс,. длительность которого опреде.»яется апертурой излучателя и скоростью вращения корпуса 2. В момент сов1»лдения оптической оси излучателя 1 или контролируемых объектов 8 с нормалью к плоскости анализатора 4 на выходе дифференциального компаратора 15 вырабатывается положительный перепад сигнала, который проходит через коньюнктор !7 на фоне разрешающего гигнала суммирующего компараторл 16.

Формирователь 18 коротких импульсов формирует импульс визирования U,ä длительностью »., передаваемый через индикаторный светодиод 1О и фотоприемник II на вход блока 13 измерения.

Для обеспечения помехоустойчивости этот импульс подвергается селекции по длительности, По его переднему фронту формируют два импульса U и с длительностями с „и с мокс (предельм»»н ными значениями), Схемой ИС1СЛЮЧАЯМЦИЕ

И»1И эти двл импульса образуют третий

1499121 импуль дли 1ельностrw ("мак "мам)1, на фоне которого полезный сигнал Б4, сформированный по спаду входного импульса 1J,,может пройти на вход формирователя 20 измерительных импульсов. Таким образом, любые импульсы, возникшие вследствие электро- и радиопомех с длительностьюс 8м „, или нь импульсов по длительности (фиг. 9) .

Полезный сигнал в виде импульса

U поступает на вход формирователя 20 опорных импульсов, В начальный момент времени при визировании опорного излучателя I этот сигнал совпадает с разрешающим сигналом U от путевого выключателя 12 и приводит в нуль все D-триггеры (не показаны). формирователя 21 опорных импульсов.

При этом формируется сигнал опорного канала Период" U<, а на выходах формирователя 21 начинается формирования измерительных импульсов UI U>,...

""" Ì7

1J 25

Импульс 111, выработанный при визировании первого из контролируемых объектов 8 и прошедший через селектор 19, перевозит в единицу соответствующий триггер формирователя 20.

При этом заканчивается формирование измерительного импульса Б

Следующий импульс U4 от второго контролируемого объекта, проходя по входной шине, устанавливает в единицу другой D-триггер, заканчивая фор35 мирование измерительного импульса

U11 на втором выходе формирователя 20.

Затем этот процесс продолжается до визирования и-го объекта. В конце оборота вырабатывается очередной импульс U и цикл измерения начинается заново, Длительность каждого из полученных и-измерительных импульсов И„, 45

U,...,U „ „ позволяет судить об угловом положении каждого из п контролируемых объектов 8.

С пол1ощью преобразователя 21 время — код информация об угловом поло50 женин объектов 8 представляется в числовом виде и используется для накопления, Формула и з о 6 р е т е н и я

l. Оптико-электронное устройство

55 для измерения углов, содержащее опорный излучатель, поворотный1 корпус, выполненный в виде светонепроницаемого полого тела вращения с отверстием и установленный с воэможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной плоскости измеряемых углов, установленные в поворотном корпусе анализатор, оптически связанный с отверстием, и первый и второй фотоприемники, последовательно соединенные блок визирования, блок измерения и блок индикации, выходы фотоприемников соединены соответственно с первым и вторым входами блока визирования, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено путевым выключателем, предназначенным для срабатывания при совпадении оптической оси анализатора с направлением на опорный излучатель, индикаторным световодом, установленным на поворотном корпусе, вход которого соединен с выходом блока визирования, третьим фотоприемником, оптически связанным с индикаторным светодиодом, выход третьего фотоприемника соединен с входом блока измерения, который выполнен с управляющим входом, соединенным с выходом нулевого выключателя.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок визирования выполнен в вице последова- . тельно соединенных дифференциального компаратора, конъюнктора и формирователя коротких импульсов и суммирующего компаратора, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго фотоприемников, а выход — с вторым входом конъюнктора., блок измерения выполнен в виде п-канального формирователя. измерительных импульсов и преобразователя время код, п входов которого соединены соответственно с п выходами и-канального формирователя временных импульсов, 3, Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю ц1 е е с я тем, что блок измерения снабжен селектором импульсов по длительности, вход которого соединен с входом третьего фотоприемника, а выход — с входом и-канального формирователя измерительных импульсов.

1499) 2I

149912)

Vt и, Составитель В, Чулков

Редактор А. Козориз Техред Л.Сердюкова Корректор С. Шекмар

Заказ 4677/36 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113835, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, v÷. Гагарина, 101