Лазерный интерферометрический измеритель перемещений

Лазерный интерферометрический измеритель перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике Целью изобретения является повышение быстродействия за счет параллельных операций пересчета информации о перемещении в метрическую систему Для достижения цели в лазерный интерферометрический измеритель перемещений введен блок выборки электрических импульсов 4, первый и второй входы которого соединены с соответствующими выходами сумматора 3, третий вход блока выборки соединен с выходной шиной авто матического компенсатора 5, а два выхода блока выборки соединены с соответствую щими входами устройства индикации 6 1 3 п ф-лы, 3 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2! ! юЪ

I o

О (21) 4758205/28 (22) 14,11,89 (46) 23.09.91. Бюл, М35 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики, Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам АН СССР и Производственное объединение "ЗИЛ" (72) B.Н,Горбачев, А.Н.Гусев, Б.M.Ìèëèíêèñ и B,Ã,Øåðãèí (53) 531.7 (088,8) (56) Измерительная техника, — 1978, 1, с.59 — 61. (54) ЛАЗЕРНЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике а именно к лазерной интерферометрии, и может быть использовано в станкостроении для измерения линейных перемещений, Целью изобретения является повышение быстродействия за счет параллельных операций пересчета информации о перемещении в метрическую систему.

На фиг.1 представлена структурная схема лазерного интерферометрического измерителя перемещений; на фиг.2 — схема блока выборки электрических импульсов; на фиг.3 — временные диаграммы работы блока выборки.

Измеритель содержит лазерный блок 1, оптически связанное с ним фотоприемное устройство 2, сумматор 3, блок 4 выборки электрических импульсов и автоматический компенсатор 5. Выходы блока 4 соединены с входами устройства 6 индикации, а шина

„„Я „„1679190 А1 (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, Целью изобретения является повышение быстродействия эа счет параллельных операций пересчега информации о перемещении в метрическую систему, Для достижения цели в лазерный интерферометрический измеритель перемещений введен блок выборки электрических импульсов 4, первый и второй входы которого соединены с соответствующими выходами сумматора 3, третий вход блока выборки соединен с выходной шиной автоматического компенсатора 5, а два выхода блока выборки соединены с соответствующими входами устройства индикации 6. 1 э.п.ф-лы, 3 ил. третьего входа — с выходом автоматического компенсатора 5. Блок 4 выборки содержит каналы 7 — 9, которые включают счетчики 10 — 12, дешифраторы 13 — 15 первые 16 — 20 и вторые 17 — 21 кггючи. Кроме того, в блок 4 выборки входят два элемента И-НЕ 22, 23, Измеритель работает следующим образом.

При отсутствии перемещения на входе фотоприемного устройства 2 присутствует статическая интерференционная картина. поступающая с лазерного блока 1. При этом на выходах сумматора 3 отсутствуют электрические импульсы. При отсутствии импульсов на входе блока выборки электрических иглпульсов на его выходе устанавливают ну-. левой код, который поступает на вход устройства 6 индикации. которое виэуализирует информацию об отсутствии перемещения.

30

При возникновении перемещений на выходе фотоприемного устройства 2 возникает квадратурный сигнал, а на выходах сумматора 3 — последовательность импульсов {на одном из них в зависимости от направления перемещения), которые поступают на соответствующий вход блока

4 выборки электрических импульсов и на соответствующий вход счетчика 10 канала 7 блока 4. Поступающие импульсы заполняют счетчики 10 — 12; одновременно поканально происходит параллельная обработка измерительной информации. Например, в канале 7 (см,фиг.2) с выходов сч - .ика 10 на первую группу входов дешифратора 13 поступает кодовая комбинация, приведенная на фиг.За, а на вторую группу входов этого же дешифратора — кодовая комбинация с выхода автоматического компенсатора 5.

Дешифратор 13 в соответствии с указанными кодовыми комбинациями генерирует на своих выходах логические уровни (см.фиг.Зб), которые поступают на ключи 16 и 17 практически одновременно с импульсами, поступающими на входы счетчика 10.

Импульсы на выходах ключей 16 или 17 возникают только в случае одновременного появления сигналов на каждом из их входов, Логика работы дешифратора 13 канала 7, . относящегося к первой значащей цифре длины волны, приведена в таблице.

Аналогично работают каналы 8 и 9, которые так же как и канал 7 практически в реальном темпе поступления импульсов обеспечивают логическую обработку их временной последовательности с целью приведения информации к метрической системе счисления.

На выходе блока 4 благодаря наличию элементов И-НЕ 22 и 23 вновь формируется последовательность импульсов, которая соответствует уже метрической системе счисл=-ния. Это соответствие обеспечивается благодаря логической работе дешифраторов 13 — 15 по таблицам истинности, аналогичным приведенной выше.

Сформированная последовательность импульсов поступает на вход устройства индикации 6, которое обеспечивает визуализацию информации о перемещении в метрической системе с помощью нужного количества разрядов.

Пример, Оптическая часть устройства реализована аналогично лазерному интерферометру ИПЛ-10М. Лазер с длиной волны

0,6328 мкм с гелий-неоновым рабочим телом мощностью 0,25 мВт обеспечивает одночастотный режим, который стабилизируется по провалу Лэмба. Фотоприемное устройство реализовано на кремниевых фотодиодах типа ФД-.23К. Сумматор 3 обеспечивает логическую обработку с выделением информации по одному из входов в зависимости от направления перемещений и построен на микросхемах серии 155.

Автоматический компенсатор 5 обеспечивает ручной ввод поправок в зависимости от условий окружающей среды при изменении температуры от 17 до 24 С и давления от 730 до 780 MM рт.ст.

Блок 4 может быть реализован на микросхемах серии 155, а дешифраторы 13 — 15 на микросхемах ПЗУ типа 556РТ5, время выборки адреса которого не менее 70 нс.

Таким образом, быстродействие одного канала блока 4 параллельной обработки временной последовательности импульсов, поступающих с сумматора 3, с учетом реализации счетчиков 10 — 12 на микросхемах типа 155И Е6 (время задержки 40 нс), ключей

16 — 21 и элементов 22, 23 на логических элементах этой же серии (время задержки

20 нс) составляет около 200 нс, максимальная частота работы повышается не менее чем на порядок, Формула изобретения

1, Лазерный интерферометрический измеритель перемещений, содержащий лазерный блок, оптически связанное с ним фотоприемное устройство, сумматор, три входа которого соединены с соответствующими выходами фотоприемного устройства, устройство индикации и автоматический компенсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия за счет параллельных операций пересчета информации о перемещении в метрическую систему, он снабжен блоком выборки электрических импульсов, первый и второй входы которого соединены с соответствующими выходами сумматора, третий вход блока выборки соединен с выходной шиной автоматического компенсатора, а два выхода блока выборки — с соответствующими входами устройства индикации.

2, Измеритель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что блок выборки электрических импульсов выполнен в виде N каналов, каждый из которых включает К-разрядный счетчик, дешифратор, два ключа и два элемента

И вЂ” НЕ, первый вход счетчика i-ro канала (i =

2,...,N) соединен с (x - 1) выходом счетчика (I - 1)- ro канала и с входом первого ключа

i-ro канала, второй вход счетчика i-ro канала (I = 2„...N) соединен с к-м выходом счетчика (i - 1)-го канала и с входом второго ключа 1-го канала, 1 — (к -2) выходы счетчика i-ro канала (i = 1,2,...,N) соединены с соответствующими входами дешифратора того же канала, ос1679190

- тальные входы каждого дешифратора являются соответствующими шинами третьего входа блока выборки, а выходы дешифратора каждого канала соединены с соответствующими управляющими входами двух ключей того же канала, первый вход счетчика первого канала является первым входом блока и соединен с входом первого ключа первого канала, второй вход счетчика первого канала является вторым входом блока и соединен с входом второго ключа первого канала, а выходы первых ключей всех каналов соединены с соответствующими входа5 ми первого элемента И-НЕ, выходы вторых ключей всех каналов соединены с соответствующими входами второго элемента ИНЕ, выходы элементов И вЂ” НЕ являются выходами блока выборки.

Составитель Е.Глазкова,/

Редактор Т.Иванова Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Т.Малец г °

Заказ 3200 Тираж 365 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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