Фотоэлектронное измерительное устройство

Фотоэлектронное измерительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение информативности путем измерения положения объектов по двум координатам. На матрице 1 световодов оптической системы автоколлиматора, в котором может быть использовано предложенное фотоэлектронное устройство, формируется изображение перекрестия, которое в общем случае засвечивает своим вертикальным штрихом световоды 18 и 19 двух соседних участков каждой нечетной строки и своим горизонтальным штрихом световоды 18 и 19 четных строк двух соседних участков. С помощью световодов 19 определяется номер участка световодов (столбцов и строк), в которых расположено изображение перекрестия, а с помощью световодов 18 определяется положение изображения штрихов перекрестия на участке световодов. В дискриминаторах 6 и 7, 13 и 14 выделяются сигналы, соответствующие световодам 18 и 19 с максимальными порядковыми номерами. В дешифраторах 8 и 9, 15 и 16 сигналы преобразуются в четыре двоичных кода, которые попарно складываются в соответствующих сумматорах 10 и 17, при этом сигнал на выходах сумматоров 10 и 17 определяет координаты X и Y изображения штрихов перекрестия. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (g1)g G 01 В 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4260785/24-28 (22) 11.06.87 (46) 15.07.90. Бюл. Р 26 (7i) МГТУ им. Н.Э.Баумана (72) A.Ñ.Ïðîíèêîâ, В.С.Иванов, Н.П.Спиренков, С.Ю.Колтунов и Г.В.Смолянкин (53) 531.7.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1420363, кл. G 01 В 21/00, 1986, „„SU 1578461 А 1

2 (54). ФОТОЭЛЕКТРОННОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение информативности путем измерения положения объектов по двум координатам. Иа матрице световодов оптической системы автоколлиматора, в котором может быть использовано предложенное фотоэлект1578461

50 ронное устройство, формируется изображение перекрестия, которое в общем случае засвечивает своим вертикальным штрихом световоды 18 и 19 двух соседних участков каждой нечетной строки и своим горизонтальным штрихом световоды I8 и 19 четных строк двух соседних участков. С помощью световодов 19 определяется номер участка световодов (столбцов и строк), в которых расположено изображение перекрестия, а с помощью световодов 18 определяется положение иэобИзобретение относится к измери. тельной технике и может быть использовано в автоколлиматорах для измерения углового положения объекта по двум координатам.

Цель изобретения — повышение ин- 25 формативности путем измерения положения объекта по двум координатам.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2— взаимосвязь элементов матрицы свето- Зр водов с фотоэлектрическими преобразователями координат по осям Х и У, Устройство содержит матрицу световодов 1, содержащую равное количество столбцов и строк световодов, фото- З5 электрические преобразователи 2 и 3 координат по осям Х и Y соответственно.

Фотоэлектрический преобразователь

2 координаты по оси Х выполнен в виде группы 4 из и-1 фотоприемников и группы 5 иэ ш фотоприемников, дискриминаторов 6 и 7, входы которых .подключены к группам 4 и 5 фотоприемников, а один из выходов дискримина- 45 тора 7 подключен к одному из входов дискриминатора 6, дешифраторов 8 и 9, входы которых подключены к выходам дискриминаторов 6 и 7, а также сумматора 10, вход которого подключен к выходам дешифраторов 8 и 9.

Фотоэлектрический преобразователь

3 координаты по оси Y выполнен в виде группы 11 из и-1 фотоприемников и группы 12 иэ ш фотоприемников, дискриминаторов 13 и 14, входы которых .55 подключены к группам 11 и 12 фотоприемников соответственно, а один из выходов дискриминатора 14 подклюражения штрихов перекрестия на участке световодов. В дискриминаторах 6 и

7, 13. и 14 выделяются сигналы, соответствующие световодам 18 и 19 с максимальными порядковыми номерами. В дешифраторах 8 и 9, 15 и 16 сигналы преобразуются в четыре двоичных кода, которые попарно складываются в соответствующих сумматорах 10 и 17„ при этом сигнал на выходах сумматоров 10 и 17 определяет координаты Х и Y изображения штрихов перекрестия.

2 ил. чен к одному из входов дискриминатора 13, дешифраторов 15 и 16, входы которых подключены к выходам дискриминаторов 13 и 14, а также сумматора 17, вход которого подключен к выходам дешифраторов 15 и 16.

Матрица 1 световодов выполнена в виде двух групп 18 и 19 светово- . дов, входные торцы которых расположены в шахматном порядке с чередованием световодов двух групп 18 и 19 (световоды из группы 19 на чертеже заштрихованы).

В каждой строке и столбце световоды 18 и 19 двух групп образуют m,. участков с равным количеством п световодов каждой группы. Световоды 18 и

19 нечетных строк, расположенные в одном столбце, оптически связаны с одним из соответствующих фотоприемников из групп 4 или 5, при этом второй и последующие световоды 18 каждого из m участков оптически связаны соответственно с первым и последующим фотоприемниками группы"4 фотоприемников, световоды 19 каждого из

m участков оптически связаны с соответствующим каждому участку фотоприемником rpynrrh 5 фотоприемников, первые световоды 18 в каждом иэ m участков оптически связаны с соответствующим каждому участку фотоприемником группы 5 фотоприемников.

Световоды l9 для первого и после-. дующих ш-1 участков матрицы 1, образованных ее четными строками, оптически связаны с первым и последующим

m-1 фотоприемниками группы 12 фотоприемников, световоды 18 первой чет-. 5 . 1578461 ной строки для кажцаго из m участков" матрицы 1 оптически связаны с соот" ветствующим: фотоприемником группы !

12 фотоприемников, световоды 18 второй и последующих четных строк матрицы 1 для каждого из m ee участков оптически связаны с первым и последующими фотоприемниками группы 1 1 фотоприеМников. Для обеспечения ра.ботоспособности устройства при из-, мерении углового положения объекта необходимо, чтобы ширина S перекрес-. тия автокаллимационной марки удовлетворяла условию

3 отношением (-d — 1) .

Одновременно с этим со светаводов

18. и !9 четных строк, засвеченных горизонтальным штрихам изображения пе-. рекрестия в группу 11 фотоприемников по световодам 18 могут поступать световые сигналы выше порогового значения, при этом с выходов этой группы 11 фотоприемников электрические

20 сигналы поступают в дискриминатор 13, а в группу 12 фотоприемников па светаводам 19 четных строк двух сосед-. них участков светаводав и светавадам

18 первой четной строки одного из .25 соседних участков поступят световые сигналы, превышающие пороговое значение, при этом с двух фотоприемников группы 12 электрические сигналы поступают в дискриминатор 14. Рабата .

3Q дискриминатора 14 аналогична работе дискриминатора 7.

Сигналы с дискриминаторов 6 и 7, а также 13 и 14 поступят на входы соответствующих дешифратаров 8 и 9, а также 15 и 16, где они преобразуются в двоичные коды, соответствующие номерам фотоприемников групп 4 и 5, а также 11 и 12, сигналы с которых прошли через дйскриминаторы 6 и 7, а также 13 и 14. Двоичные коды с выходов дешифраторав 8 и 9, а также

15 и !6 складываются в соответствующих сумматорах 1О и 17.

Таким образом, при формировании изображения перекрестия на матрице 1 световодав, на выходах сумматоров

10 и 17 формируются двоичные коды, однозначна соответствующие максимальным координатам Х и У, засвеченных световодов 18 и 19.

S - =(2-8) а, 1 = (3-7) S.

Формула изобретения

Фотоэлектронное измерительное устройство, содержащее волоконно-оптический линейный преобразователь в виде размещенных в одну линию с последовательным чередованием светавадав двух групп, образующих ш участков с. где Й вЂ” диаметр светавода.

Длина штриха 1 перекрестия автоколлимацианной марки должна удовлетворять условию.

Устройство работает следующим образом.

На матрице 1 световодав оптической системой автакаллиматора, в котором может быть использовано предложенное фотоэлектронное устройство, фор-. мируется изображение перекрестия, которое в общем случае засвечивает своим вертикальным штрихом световоды 18 и 19 двух соседних участков каждой нечетной строки и своим горизонтальным штрихом — световоды 18 и

19 четных строк двух соседних участков.

В этом случае на один или несколько фотоприемников. группы 4 с каждой нечетной строки па светавадам 18 поступают световые сигналы, превышающие пороговые, а йа один или два фотоприемника группы 5 по световодам

19 и первому.светаваду 18 засвеченного участка светавадав также поступают световые сигналы. Сигналы с фотоприемников группы. 5 поступают, в дискриминатор 7, где из них выделяется по амплитуде сигнал, соответствующий только изображению вертикального штриха, а также определяется сигнал с фотоприемника, имеющего наибольший порядковый номер., Одновременно с дискриминатором 7 на вход дискриминатора 6 поступает сигнал запрета на прохождение в схему дискриминатора 6 нескольких сигналов с засвеченных фотоприемников группы 4, имеющих наибольшие порядковые номера.

Количество фотоприемников группы

4, прохождение сигналов с которых в дискриминатор 6 запрещается сигналом с дискриминатора 7, определяется со 1578461 равным количеством и световодов каждой группы, фотоэлектрический преобразователь координаты по оси Х, выполненной в виде одной группы иэ и-1 фотоприемников и второй группы

5 из m фотоприемников, первого и второго дискриминаторов, входы которых подключены соответственио к первой и второй группам фотоприемников, а один 1О из выходов второго дискриминатора подключен к одному из входов первого дискриминатора, первого и второго дешифраторов, входы которых подключены к выходам соответствующих дискриминаторов и сумматора, входы которого подключены к выходам дешифраторов, а второй и последующие световоды первой группы каждого иэ ш участков оптически связаны соответственно с пер- о вым и последующими фотоприемниками первой группы, световоды второй группы каждого из m участков оптически связаны с соответствующим каждому участку фотоприемником второй группы, первые световоды первой группы В каждом из m участков оптически связаны с соответствующим каждому участку фотоприемником второй группы, о т— л и ч а ю шийся тем, .что, с 30 целью повышения информативности путем измерения углового положения по двум координатам, он снабжен фотоэлектрическим преобразователем координаты по оси У, выполненным аналогично первому, световодами двух групп, образующих вместе с волоконно-оптическим линейным, преобразователем матрицу, содержащую равное количество столбцов и строк световодов, входные торцы которых расположены в шахматном порядке с.чередованием световодов одной и второй группы, светоаоды нечетных строк, расположенные в одном столбце, оптически связаны с одним из соответствующих фотоприемников фотоэлектрического преобразователя координаты, световоды второй группы для первого и последующих m-1 участков матрицы, образованных ее п четными строками, оптически связаны с первым и последующими m-1 фотоприемниками второй группы фотоэлектрического преобразования координаты, световоды первой группы первой четной строки для каждого из m участков матрицы, оптически связаны с соответствующим фотоприемником второй группы фотоэлектрического преобразователя координаты, световоды первой группы, второй и последующих четных строк матрицы для каждого иэ ш ее участков. оптически связаны с первым и последующими фотоприемниками первой группы фотоэлектрического преобразователя координаты.

1578461

18 19 фиг,2

Составитель А.Зоболотский

Техред Л.Сердюкова Корректор Т Печей

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 1905 Тираж 496 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101