Устройство для контроля перемещений

Устройство для контроля перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности за счет увеличения отношения сигнал/шум. Путем воздействия на электрический вход акустооптической ячейки 3, связанной с объектом высокочастотного импульса, возбуждается акустическая волна, с которой взаимодействует опорный пучок светового излучения, падающий под углом Брэгга к ее волновому фронту, в результате опорный пучок притерпевает дифракцию. Приемники 5 и 6 излучения, установленные соответственно в зоне нулевого порядка дифракции и в зоне дифракционного луча, фиксируют излучение, при этом импульсы на выходах приемников 5 и 6, в силу брэгговского характера дифракции, разнополярны, но равны по амплитуде. Эти импульсы суммируются и поступают на вход элемента 10 измерения, фиксирующего время прохождения импульса от электрического входа акустооптической ячейки до опорного пучка, пропорциональное положению объекта относительно оси опорного пучка. В результате суммирования импульсов с выходов приемников 5 и 6, ставшего возможным при наличии второго приемника 6, отношение сигнал/шум на входе элемент 10 измерения, определяющее точность его срабатывания, возрастает в √2 раз. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5! ) 5 G 01 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А 8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4448944/24-28 (22) 27.06.88 (46) 23 ° 10 ° 90. Бюл. N 39 (71) Научно-исследовательский институт прикладной геодезии (72) В.И.Юрлов, Т.Д.Тимко и А.Н.Максимов (53) 53 1.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ю 1191732, кл. С 01 S 21/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЕРЕМЕШЕНИЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности за счет увеличения отношения сигнал/шум. Путем воздействия на электрический вход акустооптической ячейки 3, связанной с объектом высокочастотного импульса, возбуждается акустическая волна, с которой взаимодействует опорный пучок светового излучения, падающий под углом Брэгга

„„SU„„1 01515 А1

2 к ее волновому фронту, в результате опорный пучок претерпевает дифракцию. Приемники 5 и 6 излучения, установленные соответственно в зоне нулевого порядка дифракции и в зоне дифракционного луча, фиксируют излучение, при этом импульсы на выходах приемников 5 и 6, в силу брэгговского характера дифракции, .разнополярны, но равны по амплитуде. Эти им" пульсы суммируются и поступают на вход элемента 10 измерения, фиксирующего время прохождения импульса от электрического входа акустооптической ячейки до опорного пучка, пропорциональное положению объекта относительно оси опорного пучка. В результате суммирования импульсов с выходов приемников 5 и 6, ставшего возможным при наличии второго приемника 6, отношение сигнал/шум на входе элемента 10 измерения, определяю" щее точность его срабатывания, воз" растает в !2 раз..! ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля положения объектов в инженерной геодезии, точном машиностроении и других отраслях техники, а также для контроля деформаций.

Целью изобретения является повышение точности за счет увеличения отношения сигнал/шум. Ha чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит источник 1 светового излучения (например, лаЗер), установленные по ходу излучения Формирователь 2 опорного пучка, акустооптическую ячейку 3 (АОЯ 3), связанную с объектом (не показан) и расположенную под углом Брэгга относительно оптической оси Формирователя 2 опорного пучка, объектив 4 и два приемника 5 и 6 излучения (первый 5 и второй 6 приемники), расположенные соответственно в зоне дифракционного луча и зоне нулевого порядка диффракции, вычитающий элемент входы которого соединены соответственно с выходами первого 5 и второго 6 приемников, последовательно соединенные генератор 8 опорного сигнала и генератор 9 несущей частоты, выход которого соединен с электрическим входом АОЯ 3, и элемент 10 измерения временных интервалов (элемент 10 измерения), например триггер, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами генератора 8 опорного сигнала и вычитающего элемента 7, а выход является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Пучок света от источника 1 попадает в формирователь 2 опорного пучка, на выходе из которого преобразуется в, опорный пучок, который падает под углом Брэгга к Фронту акустической волны, создаваемой АОЯ 3 в результате преобразования в ней высокочастотного сигнала генератора 9 несущей частоты, промодулированного импульсом генератора 8 опорного сигнала.

В АОЯ 3 опорный пучок в результате акустооптического взаимодействия претерпевает дифракцию. В случае брэгговской дифракции отклонение света происходит только в первый порядок

pèôðàêöèè. Энергия падающего светового излучения распределяется между проходящим и дифракционным лучами, т.е. между излучением нулевого луча и первого порядка дифракции, таким образом, что импульсные сигналы в нулевом и первом порядке дифракции имеют различную полярность (противоположную фазу) и равны по амплитуде.

Если приемники излучения имеют идентичные параметры, импульсы на их выходах также равны по амплитуде и противофазны.

Продифрагировавшая и непродифрагировавшая части опорного пучка попадают в объектив 4. Пройдя объектив

4, продифрагировавшая часть пучка попадает на первый приемник 5, расположенный в зоне дифракционного луча и связанный с одним из входов вычитающего элемента 7. Непродифрагировавшая часть пучка, пройдя объектив, попадает на второй приемник 6, расположенный в зоне нулевого порядка дифракции и связанный с вторым входом вычитающего элемента 7. Модулирующий импульс с выхода генератора 8 опорного сигнала поступает на первый вход элемента 10 измерения, переводя его в исходное устойчивое состояние °

Высокочастотный сигнал генератора

9 несущей частоты, промодулированный импульсом генератора 8 опорного сигнала, преобразуется в АОЯ 3 s звуковую волну, которая через промежуток времени, равный времени ее пробега от преобразователя до опорного пучка света, достигает этого пучка и вызывает его дифракцию. Продифрагировавший пучок вызывает появление сигнала на входе первого приемника 5, а непродифрагировавший пучок (нулевой порядок дифракции) вызывает появлениз сигнала на выходе второго приемника 6, по знаку противоположного по отношению к сигналу на выходе первого приемника 5. В вычитающем элементе 7 сигналы противоположного знака складывают ся, а удвоенный сигнал поступает на вход элемента 10 измерения, переводя его во второе стабильное состояние, тем самым заканчивая процесс измерения. Длительность сигнала с выхода элемента 10 измерения временных интервалов пропорциональна смещению АОЯ 3 относительно опорного светового пучка.

Формула изобретения

Устройство для контроля перемещений, содержащее источник излучения, установленные по ходу излучения формирователь опорного пучка, акустооптическую ячейку, связываемую с объектом, и расположенную под углом Брэгга

Составитель О.Смирнов

Техред П.Сердюкова Корректор А.Осауленко

Редактор И.йулла

Заказ 3266 Тираж 485 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5 16

Точность Фиксации момента времени переброса элемента 10 измерения временных интервалов зависит от отношения сигнал/шум на его выходе.

По сравнению с известным в предлагаемом устройстве полезный сигнал увеличивается в два раза в результате использования второго приемника 6 излучения и вычитающего элемента 7, а собственные шумы двух приемников

5 и 6 увеличиваются в - 2 раз. Таким образом, отношение сигнал/шум увеличивается в 12 раз, что приводит к соответствующему повышению точности, 01515 6 к оптической оси формирователя, объектив и приемник излучения, располагаемый в зоне дифракционного лу, ча, блок обработки сигнала, выполнен5 . ный в виде последовательно соединенных генератора опорного сигнала и генератора несущей частоты, выход которого соединен с электрическим входом акустооптической ячейки, и элемента измерения временных интервалов, первый вход которого соединен с выходом генератора опорного сигнала, а выход является выходом устройства, o T л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено вторым приемником излучения, устанавливаемым в зоне нулевого порядка дифракции, и вычитающим элемен20 том, входы которого соединены соответственно с выходами первого и BTQ рого приемников, а выход соединен с вторым входом элемента измерения временных интервалов.