Индикаторный растр к четырехканальному фотоэлектрическому измерительному преобразователю

Индикаторный растр к четырехканальному фотоэлектрическому измерительному преобразователю

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в составе четырехканального фотоэлектрического измерительного преобразователя. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет обеспечения равенства амплитуд и абсолютных значений составляющих выходного сигнала при развороте растров. Идущее от четырех источников излучение проходит через оптическую систему, формирующую четыре параллельных потока излучения, а затем через сопряжение измерительного и индикаторного растров перпендикулярно к их поверхностям. Индикаторный растр состоит из четырех участков, на каждом из которых растровая решетка выполнена в виде двух групп параллельных штрихов, скрещенных между собой путем наклона каждой группы на угол α и -α соответственно относительно продольной оси индикаторного растра, пары групп штрихов выполнены с относительным фазовым сдвигом 0,φ/2, 3φ/2 и φ радиан соответственно. Пройдя собирающие линзы, каждый поток излучения попадает на один из фотоприемников, установленных в плоскости изображения муаровой картины, образованной штрихами измерительного растра. Сигналы с фазовым сдвигом О и φ, а также φ/2 и 3φ/2 используются для получения двух сдвинутых по фазе на φ/2 выходных сигналов без постоянной составляющей. При относительном перемещении сопрягаемых растров из-за непрямолинейности направляющих происходит также неконтролируемый разворот растров. Форма выполнения индикаторного растра в данном преобразователе обеспечивает компенсацию фазовых сдвигов выходных сигналов. Это устраняет погрешность измерения линейного перемещения растров при их неконтролируемом развороте и ведет к повышению точности измерений. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 В 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4351661/24-28 (22) 28,12.87 (46) 07.08.90. Бюл. N 29 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) А.А. Краснопрошина, С.Н. Боня, М,В. Елов и М.А. Розумей (53) 531.715 (088.8) (56) Фотоэлектрические преобразователи информации. /Под ред. Л.Н. Пряснухина.

М.: Машиностроение, 1974, с. 180 — 181.

Авторское свидетельство СССР

М 1339393, кл, G 01 В 11/00, 1987. (54) ИНДИКАТОРНЫЙ РАСТР К ЧЕТЫРЕХКАНАЛ Ь НОМУ Ф ОТО ЭЛ Е КТРИЧ ЕС КО МУ

ИЗМЕРИТЕЛЬНОМУ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЮ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в составе четырехканального фотоэлектрического измерительного преобразователя.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет обеспечения равенства амплитуд и абсолютных значений составляющих выходного сигнала при развороте растров. Идущее от четырех источников излучение проходит через оптическую систему, формирующую четыре параллельных потока излучения, а затем через сопряже ние измерительного и индикаторного расИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в составе четырехканального фотоэлектрического измерительного преобразователя для измерения величины перемещений объектов.

„„ „„1583735 А1 трое перпенди куля рно к их поверхностям.

Индикаторный растр состоит иэ четырех участков, на каждом из которых растровая решетка выполнена в виде двух групп параллельных штрихов, скрещенных между собой путем наклона каждой группы на угол аи-а соответственно относительно продольной оси индикаторного растра, пары групп штрихов выполнены с относительным фазовым сдвигом О, л/2, Зк/2 и тг радиан соответственно. Пройдя собирающие линзы, каждый поток излучения попадает на один из фотоприемников, установленных в плоскости изображения муаровой картины, образованной штрихами измерительного растра. Сигналы с фазовым сдвигом 0 и л, Я а также к /2 и 37Г /2 используются для получения двух сдвинутых по фазе на л/2 выходных сигналов без постоянной составляющей. При относительном перемещении сопрягаемых растров из-за непрямолинейности направляющих происходит также неконтролируемый разворот растров. Форма выполнения индикаторного растра в данном преобразователе обеспечивает компенсацию фазовых сдвигов выходных сигналов.

Это устраняет погрешность измерения линейного перемещения растров при их неконтролируемом развороте и ведет к . повышению точности измерений. 3 ил.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет обеспечения равенства амплитуд и абсолютных значений составляющих выходного сигнала при развороте растров.

1583735

На фиг. 1 изображена оптическая схема четырехканального фотоэлектрического измерительного преобразователя; на фиг. 2— индикаторный растр преобразователя; на фиг, 3 — векторная диаграмма сигналов преобразователя.

Фотоэлектрический измерительный преобразователь содержит четыре источника 1 излучения, расположенные по ходу излучения, оптическую систему 2, измерительный растр 3, индикаторный растр 4, четыре собирающие линзы 5 и установленные за ними четыре фотоприемника

6. Индикаторный растр 4 состоит из четырех участков 7-10, на каждом из которых выполнена растровая решетка, состоящая из двух групп параллельных штрихов, скрещенных между собой путем наклона каждой группы на угол +а и-а соответственно относительно продольной оси индикаторного растра. Пэры групп штрихов на участках 7-10 выполнены с относительным фазовым сдвиг Зл гом О, —, — и л радиан соответственно.

2 2

Каждый из фотоприемников 6 установлен в плоскости изображения муаровой картины, образованной штрихами измерительного растра 3 и парой, групп штрихов индикаторного растра 4.

Фотоэлектрический измерительный преобразователь работает следующим образом..

Излучение от источников 1 через оптическую систему 2, формирующую четыре параллельных потока излучения, перпендикулярные к поверхности растров 3 и 4, проходит. через сопряжение этих растров, собирающие линзы 5 и поступает на фотоприемники 6. Каждый из четырех параллельных потоков проходит через измерительный растр 3, оДин из четырех участков индикаторного растра, одну из собирающих линз 5 и поступает на один из фотоприемников 6, При относительном перемещении измерительного растра 3 и индикаторного растра 4 происходит модуляция излучения растровым сопряжением. Наклон скрещивающихся параллельных штрихов на угол ч-а у предлагаемого индикаторного растра 4 так же, как и у известного, необходим для уменьшения зависимости амплитуды выходного сигнала от угла разворота растров у. При этом угол а выбирается равным половине максимального угла разворота растров Ъзкс.

Фотоприемники 6 преобразуют модулированное излучение в электрический сигнал, при этом пространственный фазовый сдвиг штрихов индикаторного растра 4 пре25

ЗО

55 образуется в фазовый сдвиг электрических сигналов фотоприемников 6. Таким образом, на выходе фотойриемников 6, расположенных напротив участков 7-10 индикаторного растра 4, получаются электрические сигналы с относительным фазол Зл вым сдвигом О, —, и _#_ радиан

2 соответственно. Сигналы с фазовым сдвигом О и ж так же, как и сигналы с фазовым л Зл сдвигом — и используются для получел ния двух сдвинутых по фазе на — выходных

2 сигналов беэ постоянной составляющей путем их встречного включения. Выходные сигналы позволяют организовать реверсивный счет муаровых полос с помощью известных отсчетных устройств.

При относительном линейном перемещении растров 3 и 4 из-за непрямолинейности направляющих (не показаны) или по другим причинам (например, погрешности синхронной работы линейных двигателей, осуществляющих плоскопараллельное перемещение фотоэлектрического измерительногоо преобразователя) происходит также разворот сопрягаемых растров на некоторый угол р, В случае несимметричного расположения потока излучения относительно продольной оси индикаторного растра 4 появляется погрешность измерения перемещений, обусловленная отсутствием соответствующей компенсации фазовых сдвигов выходных сигналов, При предлагаемом выполнении индикаторного растра 4 выходной сигнал каждого фотоприемника 6 получается в результате преобразования потока излучения, образованного совместным действием скрещенных штрихов (фиг. 2), При этом каждый сигнал образован единственной составляющей, амплитуда и фаза которой не зависят при неконтролируемом развороте растров 3 и 4 от положения потока излучения в пределах площади поверхности индикаторного растра 4, На диаграмме (фиг. 3) вектором А обозначен сигнал, полученный от сопряжения с верхним (по фиг. 2) участком индикаторного растра 4, вектором  — сигнал от сопряжения с нижним участком. Пространственный фазовый сдвиг между парами групп штрихов для выбранных участков растра равен

zc радиан; Ард и Лр — углы, на которые меняется фаза сигналов А и В соответственно при развороте сопрягаемых растров 3 и

1583735 иг.

4 на угол у>. Для данного выполнения индикаторного растра 4 в преобразователе углы

ЛрА иЛpg всегда равны по величине и противоположны по знаку, а закон изменения сигналов А и В при развороте растров 3 и 4 одинаков.

Следовательно, векторная диаграмма сигналов с фотоприемников 6 имеет одинаковый вид как для случая расположения по- 1О тока излучения симметрично относительно продольной оси индикаторного растра 4, так и для случая его смещения относительно этой оси, поэтому погрешность измерения линейного перемещения растров 3 и 4 при их неконтролируемом развороте отсутствует, что ведет к повышению точности измерений.

Формула изобретения

Индикаторный растр к четырехканальному фотоэлектрическому измерительному преобразователю, выполненный с участками, образованными группами параллельных штрихов, попарно ориентированными под углами +a й-а к продольной оси индикаторного растра, пары групп штрихов на : участках выполнены с относительным фазовым сдвигом О,л/2,3Л/2 и х, отл ич а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений, индикаторный растр выполнен с участками, образованными скрещивающимися штрихами.

1583735

gi

Составитель С.Грачев

Техред M.Ìîðãåíòàë

Редактор Н.Тупица

Корректор Л.Патай

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

Заказ 2245 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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