Устройство для измерения перемещения объекта

Устройство для измерения перемещения объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений при изменяющейся дальности до объекта. Генератор 13 формирует сигнал, поступающий на излучатель 8 и через фазосдвигающий элемент 14 на излучатель 9. Излучатели 8, 9 формируют потоки излучения, сдвинутые по фазе друг относительно друга на 90°. С помощью призмы 7, светоделителя 5, объектива 4 формируется поток модулированного излучения. При перемещении зеркально-линзового отражателя 1 происходит перераспределение мощности отраженных потоков излучения на фотоприемнике 6. Фазовый сдвиг сигнала, снимаемого с фотоприемника 6, зависит от положения зеркально-линзового отражателя 1. Информационный сигнал формируется нуль-органом 10, фазовый сдвиг которого измеряется фазочувствительным детектором 11. Плоскопараллельной пластиной 3, управляемой приводом 12, осуществляется компенсация смещения отраженного потока излучения. Положение плоскопараллельной пластины 3 измеряется элементами 15, 16, 17 и регистрируется регистратором 18. 1 ил.

Союэ СОВЕТСНИх соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИК (19) (ll) 161 8 7 А ) щ) 5 С 01 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/5 7б 7 7

ГОсудАРстВенный номитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM пРи Гннт сссР

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4487191/24-28 (22) 26.09.88 (46) 15.12.90. Бюл. )"- 46 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) N.À, Губин и А.Н, Тимофеев (53) 531.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1312384, кл. С 01 В 21/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕ,ЩЕНИЯ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности измерений при изменяющейся дальности до объекта.

Генератор 13 формирует сигнал, поступающий на излучатель 8 и через фа зосдвигающий элемент 14 на излучатель

9. Излучатели 8, 9 формируют потоки излучения, сдвинутые по фазе друг

2 относительно друга на 90 . С помощью призмы 7, светоделителя 5, объектива 4 формируется поток модулированного излучения ° При перемещении зеркально-линзового отражателя 1 происходит перераспределение мощности отраженных потоков излучения на фотоприемнике 6 . Фазовый сдвиг сигнала, снимаемого с фотоприемника 6, зависит от положения зеркально-линзового отражателя 1. Информационный сигнал формируется нуль-органом 10, фазовый сдвиг которого измеряется фазочувствительным детектором 11. Плоскопараллельной пластиной 3, управляемой приводом 12, осуществляется компенсация смещения отраженного потока излучения. Положение плоскопараллельной пластины 3 измеряется элементами

15-17 и регистрируется регистратором !

8. 1 ил.

1613857

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения перемещения различных объектов при изменяющейся далЬности до объекта.

Цель изобретения — повышение точности измерений при изменяющейся дальности до объекта.

На чертеже представлена функцио- 10 нальная схема устройства.

Устройство содержит зеркальнолинзовый отражатель 1, установлен» ный на объекте, и координатор 2, состоящий из расположенных последо- 15 вательно вдоль оптической оси плоскопараллельной пластины 3, являющейся компенсатором перемещения, объектива 4, светоделителя 5, фотоприемника 6, расположенного в фокальной 20 плоскости объектива 4, разделитель- ной прямоугольной призмы 7, расположенной в боковом канале, образованном светоделителем 5, так, что ее ребро находится в фокальной плоскости объе-, 25 ктива 4, первого 8 и второго 9 излучателей, расположенных на одной оси симметрично относительно катетных граней разделительной прямоугольной призмы 7, -нуль-органа 10, вход кото- 30 рого соединен с выходом фотоприемника 6 фаэочувствитсльного детектора

11, информационный вход которого соединен с. выходом нуль-органа 10, привода 12, вход которого соединен с выходом. Фазочувствительного детектора 11, а выход - с плоскопараллельной пластиной 3, генератора 13, выполненного в виде источника напряжения синусоидальной формы, первый выход 40 которого соединен с первым излучателем 8 и входом фазосдвигающего элемента 14, а второй выход — с управляемым входом фазочувствительногo детектора 1 1 выход фаз осдвигающего 45 элемента 14 соединен с вторым излучателем 9, датчика .положения кампенсатора перемещения, оптически связанного с плоскопараллельной пластиной

3 и состоящего из расположенных на одной оси излучателя 15, объектива

16, позиционно-чувствительного фотоприемника 17, являющихся датчиком положения плоскопараллельной пластины 3, и регистратора 18, причем между объективом 16 и позиционночувствительным фотоприемником 17 расположена плоскопараллельная пластина 3.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 13 формирует сигнал синусоидальной формы, который поступает на первый.излучатель 8 и на вход фазосдвигающего элемента 14.

С выхода фазосдвигающего элемента

14 сигнал синусоидальной формы, сдвинутый по фазе на четверть периода относительно сигнала с выхода генератора 13, поступает на второй излучатель 9. В фокальной плоскости объектива 4 расположено ребро разделительной прямоугольной призмы 7, грани которой облучаются излучателями 8 и 9. При этом в пространстве перед координатором 2 формируется поток излучения с границей раздела, причем верхняя и нижняя половины потока излучения промодулированы одной и той же частотой, но имеют различные фазы модуляции интенсивности, сдвинутые одна относительно другой на четверть периода.

Пространственное распределение потока излучения формирует в пространстве перед координатором 2 равносигнальную плоскость, являющуюся измерительной.базой. Пучок излучения, вырезанный входным зрачком зеркально-линзового отражателя 1 и отраженный в обратном направлении, пройдя через плоскопараллельную пластину 3 и объектив 4, направляется через светоделитель 5 на чувствительную площадку фотоприемника 6. Соотношение потоков излучения с разной начальной фазой, приходящих на чувствительную площадку фотоприемника 6, зависит от пространственного положения входного зрачка зеркально-линзового отражателя 1 относительно равносигнальной плоскости, образованной в пространстве оптической системой координатора 2.

На чувствительной площадке фотоприемника 6 происходит преобразование потоков излучения, пришедших на фотоприемник, в результате чего на вы" ходе фотоприемника 6 формируется электрический сигнал синусоидальной формы с той же частотой, что и у излучателей 8 и 9, но с фазой, промежуточной по отношению к фазам потоков излучения, Таким образом, фаза сигнала с выхода фотоприемника 6 зависит < от соотношения мощностей отраженных потоков излучения с различной начальной фазой; падающих на фотоприемник, Формулаизобретения

Составитель Т. Айсин

Техред Л.Олийнык 1(орректор А.Осауленко

Редактор А. Orap

Заказ 3885 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

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

5 1б138 а следовательно, и от положения зеркально-линзового отражателя 1 относительно равносигнальной плоскости.

Сигнал с выхода фотоприемника б поступает на нуль-орган 10, с выхода

5 которого сигнал в виде последовательности прямоугольных сигналов со скважностью два, имеющих постоянную амплитуду, поступает на первый вход фазочувствительного детектора 11. На второй вход фазочувствительного детектора 11 поступает опорный сигнал с второго выхода генератора 13. Так как амплитуда сигналов, поступающих на информационный вход фазочувствительного детектора 11 с выхода нульоргана 10, постоянна, напряжение сигнапа на выходе фазочувствительного детектора 11 зависит только от 20 фазы информационного сигнала, т.е. от величины смещения зеркально-линзового отражателя 1 в направлении, перпендикулярном равносигнальной плоскости. 25

Полярность сигнала иа выходе фазочувствительного детектора 11 зависит от направления смещения зеркально-линзового отражателя 1. Сигнал с выхода фазочувствительного де- 30 тектора 11 поступает на вход привода 12, управляющего поворотом плос копараллельной. пластины 3. При этом реализуется нулевой метод иэмерения, Поворот плоскопараллельной пластины 3

35 вызывает параллельное смещение линии визирования координатора 2, что приводит к смешению положения оавносигнальной плоскости до тех пор, пока мощности потоков излучения с разными начальными фазами, отраженные зеркально-линзовым отражателем

1, не станут равными друг другу. При этом поворот плоскопараллельной пластины 3 вызывает смещение изображе45 ния излучателя 15 на позиционно-чувствительном фотоприемнике 17, сигнал с которого обрабатывается регистра° тором 18.

57

6

В устройстве может быть использован генератор 13, формирующий сигналы треугольной формы.

Использование устройства позволяет повысить точность измерений при изменяющейся дальности до объекта sa счет того, что фаза сигнала, снимаемого с фотоприемника 6, не зависит от даль-. ности до объекта.

Устройство для измерения переме-. щения объекта, содержащее контрольный элемент в виде зеркально-линзового отражателя, скрепляемый с,объектом, координатор, выполненный в виде последовательно расположенных плоскопараллельной пластины, объектива, светоделителя, фотоприемника, расположенного в фокальной плоскости объектива, прямоугольной призмы, расположенной в боковом канале, образованном светоделителем, и двух излучателей, расположенных симметрично относительно катетных граней прямоугольной призмы, блока обработки сигнала, привода, вход которого соединен с выходом блока обработки сигнала, а выход — с плоскопараллельной пластиной, датчика положения плоскопараллельной пластины генератора, первый выход которого соединен с первым излучателем, а второй выход — с управляющим входом блока обработки сигнала, о т л и ч а — . ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности измерений при изменяющейся дальности до объекта, оно снабжено фазосдвигающим элементом, вход и.выход которого подключены соответственно к первому выходу генератора и второму излучателю, нуль« органом, вход и выход которого под- ключены соответственно к фотоприем» нику и информационному входу блока обработки сигнала, выполненному в виде фазочувствительного детектора.