Фотоэлектрический преобразователь перемещений

Фотоэлектрический преобразователь перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет компенсации погрешности изготовления и сборки растров. Фотоэлектрический преобразователь состоит из оптически связанных осветителя 1, индикаторного и измерительного растров 2 и 3 и линейки фотоприемников 4 - 9, включенных попарно противофазно, последовательно соединенных формирователя 11, делителя 12 частоты, запоминающего блока 14, компаратора 16, формирователя 17 меандра и компаратора 18. В запоминающий блок 14 вводятся заранее известные уровни компарирования, зависящие от известной погрешности измерений и формы выходного сигнала фотоприемников. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБ ЛИН

„„SU „1562701 (51) 5 С 01 В 2! /00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ. СССР (21) 4377421/24-28 (22) 15.02.88 (46) 07.05.90. Бюл. Ф 17 (71) Вильнюсский филиал Экспериментального научно-исследовательского Э института металлорежущих станков (72) A.Ò.Ушинскас, З.-А.П.Зуокас, С.А.Бармаш и Л.И.Генберене (53) 531.7 (088.8) (56) Проспект фирмы Neidenhain, Incrementalе Drehgeber, ROD/его, 1983, 0ktober.. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕРЕШЕНИЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, Цель изобретения — повышение точности за

-счет компенсации погрешности изготовления и сборки растров. Фотоэлектрический преобразователь состоит из оптически связанных осветителя 1, индикаторного H измерительного растров

2 и 3 и линейки фотоприемников 4-9, включенных попарно противофазно, последовательно соединенных формирователя !1, делителя 12 частоты, запоминающего блока 14, компаратсра 16, формирователя 17 меандра и компаратора 18. Б запоминающий блок 14 вводятся заранее известные уровни компарирования, зависящие от известной погрешности измерений и формы выходного сигнала фотоприемников. 2 ил .

1562701

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещеНИЙв

Цель изобретения — повышение точности за счет компенсации погрешностей изготовления и сборки растров.

На фиг.1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг.2 - эпюры на- 10 пряжений на выходах блоков преобра1 з)ов а т ел я .

Преобразователь состоит из оптически связанных осветителя 1, индикаторного растра 2, измерительного ра-.стра 3 и лийейки фотоприемников 4-9, последова.тепьно соединенных усилителя

10, формирователя 11, делителя 12 ча" стоты, счетчика 13 импульсов, запоминающего блока 14, цифроаналогового

Преобразователя 15, компаратора 16 и формирова.теля 17 меандра,, компаратора

18, включенного между выходом усилителя 10 и вторым входом формирователя 17, второй вход компаратора 18 25

Подключен к выходу преобразователя

15, инвертора 19, включенного между выходом усилителя 10 и вторым входом компаратора 16> последовательно соединенных усилителя 20, формирователя 30

21 и делителя 22 частоты, выход которого подключен к второму входу счетчика 13, последовательно соединенных запоминающего блока 23, цифроаналогового преобразователя 24, компаратора 25 и формирователя 26 меандра, компаратора 27, включенного между выходом усилителя 20 и вторым входом формирователя 26, второй вхоц компаратора 27 подключен к выходу 40 преобразователя 24, инвертора 28, включенного между выходом усилителя

20 и вторым входом компаратора 25, вход запоминающего блока 23 подключен к выходу счетчика 14, последователь- 45 но включенных усилителя 29 и формирователя 14, выход которого подключен к установочным входам счетчика 13 и делителей 12 и 22. Индикаторный растр

2 имеет шесть окон считывания, четыре из которых выполнены с равномерным шагом штрихов, сдвинутых между собой последовательно. на 0,25 шага, и расположены напротив четырех приемников 4-7 излучения, образующих две пары фотоприемников„ включенных противофазно и подключенных к входам усилителей 10 и 20 соответственно.

Два остальных окна индикаторного растра 2, как и сопрягаемые с ними соответствующие окна считывания измерительного растра 3, выполнены с метками начала отсчета и расположены напротив фотоприемников 8 и 9, включенных противофазно и подключенных к входам усилителя 29.

Преобразователь работает следующим образом.

Световые лучи о осветителя 1 направляются на неподвижный индикаторный и подвижный измерительный растры

2 и 3, при прохождении штрихов которых модулируются и попадают на приемники 4-.9 излучения. Первая пара фотоприемников 4 и 6 на выходе выдает первый основной выходной сигнал, период которого соответствует шагу взаимодействующих на пути прохождения светового потока штрихов и зависит от перемещения измерительного растра

3, С учетом того, что находящиеся напротив приемников 4 и 6 излучения участки (окна) штрихов индикаторного растра 2 сдвинуты на 0,5 шага штрихов, выходной сигнал имеет удвоенную переменную амплитуду по сравнению с сигналом на выходе приемника 4 или

6 и минимальную постоянную составляющую. Далее этот сигнал поступает на последовательно соединенные первые усилитель 10, формирователь 11 делитель 12 частоты, счетчик 13 импульсов, запоминающий блок 14, цифроаналоговый преобразователь 15 и на компараторы 16 и 18. Усиленный усилителем 10 этот сигнал также подается на второй вход компаратора 18 и через

1 инвертор 19 на второй вход первого компаратора 16 и далее на первый формирователь 17 меандра.

Второй основной сигнал, аналогично формируемый противофаэно включенными приемниками 5 и 7 излучения, че" рез последовательно соединенные усилитель 20, формирователь 21 и делитель 22 частоты поступает на второй вход счетчика 13 импульсов, с выхода которого через последовательно включенные запоминающий блок 23 и цифроаналоговый преобразователь 24 подается на компараторы 25 и 27 ° Усиленный усилителем 20 этот сигнал также подается на второй вход компаратора

27 и через инвертор 28 на второй вход компаратора 25 и далее на второй формирователь 26 меандра, 1562701 6

Третий- выходной сигнал (сигнал на- грешностей в данном интервале. При чала отсчета) от пары противофаэно поступлении на входы блоков 14 и 23 включенных и иемников 8 приемников 8 и 9 излуче-. кода интервала на их выходах выдаются ния усиливается усилителем 29, через коды, соответствующие необходимому формирователь 30 одновременно подает- уровню для компенсации погрешностей. ся на установочные входы делителей Далее эти коды погрешностей поступастоты и счет чика 13 импуль- ют на цифроаналоговые преобразователи сов. 15 и 24 соответственно. Сигналы с

Из-эа налич

-эа наличия инструментальных по- 10 усилителя 10 поступают на второй грешностей изготовления и сборки вход компаратора 18 и на вход инверрастров в любом реальном преобразова- тора 19, а сигнал с усилителя 20 теле имеет место погрешность преоб- на второй вход компаратора 27 и на разования пе еме ения вход инвертора 28. Аналогичный curIIo Bblxo ным сигнал м д ы сигналам с усилителей 15 нал, уровень которого соответствует

10 и 20 п и помо и р помощи образцового преоб- погрешности с цифроаналогового преразователя перемещений определяются образователя 15, поступает на входы погрешности преобразования данного компараторов 16 и 18, а аналоговый преобразователя, строятся графики за- . сигнал с цифроаналогового преобразовисимостей погрешности DT от переме- 20 вателя 24 — на входы третьего и чет- щения измерительного растра 3 в N ин- вертого компараторов 25 и 27. На вхотервалах для обоих каналов йТ и каналов йТ и ЛТ . ды компараторов 16 и 25 поступают

Количество интервалов измерения при- сигналы с выходов (фиг.2), сигналы нимается в зависимости от исимости от точности И1 инверторов 19 и 28 соответственно. и дискретности измерения перемещений. 25 Таким образом, на выходах компаДля коррекции погрешности для каж- раторов 16 и 18 имеются две последодого интервала в постоянные запоми- вательности широтно-модулированных нающие блоки 14 и 23 .заносят значе- ° импульсов (фиг.2, U<+ 0 „), котония, соответствующие необходимому рые поступают на.первый и второй вхоуровню компарирования Б з, определяе- 30 ды формирователя 1? меандра. На вы мому законом изменения выходного сиг- ходах компараторов 25 и 27 имеются нала усилителей 10 и 20 и измеренным аналогичные импульсы, которые постузначением погрешностей 4Т. пают на первый и второй входы формиСистематическая погрешность пре- рователя 26 меандра. На выходах перобразователя компенсируется следую- вого и второго формирователей 17 и 26

35 щим образом. Сигналы с усилителей 10 имеются два меандра (на фиг.2 показан и 20 поступают на формирователи 11 один из них), сформированные от пеи 21, которые при переходе сигнала редних фронтов U,ь„ и U „, сдвинучерез нулевой уровень формируют пря- тые на 0,25 периода один относительмоугольные импульсы (меандр) по двум 40 .но другого, с откорректированной поканалам. Сигнал с усилителя 29 посту- грешностью. пает на формирователь 30, который формирует импульс начала отсчета, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я предназначенный для привязки началь- Фо гоэлектрический преобразователь ной точки графиков погрешностей по 45 перемещений, содержащий оптически выходным сигналам. Импульсы с форми- связанные осветитель индикаторную

t рователей 11 и 21 поступают на дели- и измерительную шкалы с нанесенными тели 12 и 22 частоты, коэффициенты на них растровыми решетками и меткаделения которых выбираются одинаковы- ми начала отсчета и линейку иэ трех ми и определяют величину и количествр. 5О пар противофаэно включенных фотоприинтервалов коррекции N преобразова- емников, первые две пары фотоприемнителя. Далее импульсы уменьшенной ков оптически связаны с раст в с растровыми частоты в К раз с делителей 12 и 22 решетками, третья пара фотоприемников поступают на первый и второй входы оптически связана с метками начала реверсивного счетчика 13 импульсов. 5> отсчета, два формирователя основных

С счетчика 13 номер интервала в виде сигналов, электрически связанных с двоичного кода поступает на запоми- первой и второй пар торой ларами фотоприемнинающие блоки 14 и 23, в которых за- 1ков соответстве т етственно, и формирователь . ранее записаны уровни, компенсации по- сигнала начала отсчета отсчета, электрически

1562701

Составитель N.Êóýíåöoâ

Техред M,Õoäàíè÷ Корр ек т ор M. Шар оши

Редактор С.Пекарь

Подписное

Тираж 483

". аказ 105S

ННИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Yooква, Ж-35, Рауша кая наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 связанный с третьей парой фотоприемников, отличающийся тем, что, с целью повышения .гочности, он снабжен двумя делителями частоты, входы которых подключены к выходам первого и второго формирователей огновных сигналов соответственно, реверсивным счетчиком, входы которого подключены к выходам делителей часто- 10 ты и двумя схемами компенсации по1 грешности, входы которых подключены к выходу счетчика, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных запоминающего блска, вход которого является входом схемы компенсации погрешности, цифроаналогового преобразователя, первого компаратора и формирователя меандра, второго компаратора, включенного между выходом цифроаналогового преобразователя и вторым входом формирователя меандра, и инвертора, выход которого подключен к второму входу второго компаратора, вход инвертора и второй вход первого компаратора объединены и электрически связаны с соответствующей парой фотоприемников, а выход формирователя сигнала начала отсчета подключен к установочным входам счетчика и делителей частоты.