Счетное устройство для лазерных интерферометров

Счетное устройство для лазерных интерферометров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

292322

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

Заявлено 17.VI1.1967 (¹ 1173929/18-24) МПК G 061 5/00

G 02Ь 27/00

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий

llpv, Совете Министров

СССР

Опубликовано 06.1,1971. Бюллетень Л 4

УДК 681.3.055:535.854 (088.8) Дата опуоликоваппя описания 1.1Ъ .1971

Авторы изобретения

Иностранцы

Петр Фредерик Томас, Крейер Стиллвелл и Джон Денцил Барр (Англия) Заявитель

Иностранная фирма

«Ранк Организейшн Лимитед» (Англия) СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНЫХ ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ

Известны счетные устройства для лазерных интер ферометров, содержащие р евер сивные счетчики импульсов, дешифраторы и логические элементы.

Предложенное устройство отличается тем, что в нем один из реверсивных счетчиков, подключенный к источнику входных сигналов, соединен через два дешифратора и управляемые импульсами прямого и обратного счета схемы

«HE — И» с двумя входами схемы «И», третий вход которой подключен ко входу устройства, а выход соединен со входом второго счетчика, содержащего двоичные каскады в младших разрядах и декады в старших; тем, что в него введена дополнительная реверсивная пересчетная схема, вход которой соединен с выходом схемы «И», а выход совместно с выходом схемы «И» подключен через схему «ИЛИ» ко входу второго счетчика; тем, что счетчик содержит несколько независимо управляемых каскадов с дешифраторами, схемами «HE — И» и схемой «И» на выходе, причем схемы «И» этих каскадов соединены последовательно и включены между источником входных импульсов и входом второго счетчика, а также тем, что в нем вход управления коэффициентом пересчета первого счетчика с переменной структурой соединен с выходом соответствующего датчика.

Эти особенности позволилп упростить устройство и повысить точность преобразования отсчета длины волны в механические единицы измерений, преобразовать результаты подсчета дифференциальных полос в метрическую или иную систему измерений и расширить диапазон измеряемых величин.

На фиг. 1 — 3 приведены варианты схем устройства, предназначаемые для получения от10 счетов на различных шкалах измерений и при учете изменений в атмосферном давлении.

Счетное устройство, показанное на фиг. 1, содержит реверсивный счетчик 1, соединенные через дешифраторы 2 и 8 и их управля15 емые импульсами прямого и обратного счета схемы «НŠ— И» 4 и 5 со входами схемы «И» б. Выход схемы «И» б подключен ко входу счетчика 7, содержащего двоичные каскады 8, 9 и 10 в младших разрядах и декады 11 и 12—

20 в старших.

Декада 11 предназначена для отметки единиц, декада 12 — для отметки десятков, а следующие декады — для отметки сотен и тысяч единиц одной десятитысячной дюйма.

25 Длина волны лазерного светового источника при стандартной температуре и давлении согласно стандарту составляет 24,913013 микродюйма. В потоке импульсов, который требуется подсчитать, каждый импульс приходит30 ся на половину волны объекта, через кото292322

65 рый проходит интерферометр, поэтому два импульса отмечают одну длину волны. Эти импульсы поступают через схему «И» б к двоичным каскадам 8, 9 и 10.

1 огда (вои IlblH каскад 8 примет два импульса, на его выходе появится сигнал, выра женный 24,914031 микродюйма. Точно так же единичный сигнал двоичного каскада 9 будет выражен 49,828068 микродюйма, а выходной сигнал, двоичного каскада 10 — 99,656136 микродюйма. желательно, чтобы выходной сигнал третьего двоичного каскада 10, который одновременно является входным сигналом первой декады ll, измерялся в десятичных дюйма, поэтому чтобы целое число импульсов составляло 80 000 на расстоянии одного дюйма, так как если входной сигнал 80000 импульсов выражается 1 дюймом, каждый импульс двоичного каскада 10 должен быть представлен одной десятичной дюйма. Действительно, число длин полуволн в каждом дюйме может быть установлено делением, и это число составляет почти 80 276, точнее 80 276 04.

С введением коррекции счетчик должен зарегистрировагь 80 000.

Так как целое число входных импульсов фактически составляло 80 276, то 276 отсчетов пз 80276 должно быть устранено на входе, т. е. пз каждых

Зог76 = 290,813 г76 отсчета один отсчет должен быть пропущен.

Для того чтобы этого достигнуть, между входом и схемой «И» б включен реверсивный счетчик 1, имеющий счетную способность в

291 целую единицу.

Шина прямого счета 18 соединена в схеме фиг. 1 со всеми двоичными каскадами 8, 9 и

10, с декадами 11 и 12, счетчиком 1 и со входом схемы «IIE — И» 4, шина обратного счета 14 — со входом схемы «НŠ— И» 5, Рассмотренная схема соединений обеспечивает пропуск одного импульса на каждые 291 отсчет, причем пропуски импульсов при реверсировании схемы согласуются с действительными требованиями.

В описанном устройстве производится отсчет интерференционных полос с выражением декадной мощности в дюймах.

Иногда возникает необходимость и в метрических приборах, в которых необходимо вводить дополнительный множитель 2,54.

Это может быть достигнуто за счет такого преобразования входного сигнала до двоичного каскада 8, при котором при каждом отсчете входного сигнала регистрируется 2,54 отсчета (в первой декаде будет зарегистрировано не 10000 дюймов, а 10000 сантиметров).

В таком устройстве (см. фиг. 2) отсчет входного сигнала передается к счетчику на двоичных каскадах 15, lб и декадах 17, 18 через схему «И» 19 и схему «ИЛИ» 20. Схема

«И» 19 соединена с цепью коррекции 21, ана5 ю

20 г5

35 логичной цепи коррекции на схемах «НŠ— И»

4, 5 и дешифраторах 2 и 8 в схеме фиг. 1.

Импульсы с выхода схемы «И» 19 поступают через схему «ИЛИ» 20 на вход двоичного каскада 15 и, кроме того, на вход дополнительной реверсивной пересчетной схемы 22, выход которой совместно с выходом схемы

«И» 19 подключен через схему «ИЛИ» 20 ко входу счетчика на элементах 15 — 18, чем обеспечивается преобразование результатов подсчета в метрическую систему. Счетчик 28 в схеме фиг. 2 выполняет те же функции, что и счетчик 1 в схеме фиг. 1.

Устройство, показанное на фиг. 3, содержит две или несколько независимо управляемых цепей коррекции с управляемыми от счетчиков 1 дешифраторами 2 и 8, схемами «НŠ— И»

4, 5 и схемами «И» б, причем схемы «И» б этих цепей соединены последовательно и включены между источником входных импульсов и входом счетчика 7.

Работа счетчика определяется следующими соображениями. Половина длины волны лазерного источника при стандартных температуре и давлении составляет 12 457017 микродюйм или 0,31640823 лк.

Второй счетчик 1 дает правильные показания, если один сантиметр представлен 30000 импульсов, подведенных к нему, так как первый разряд счетчика 7 делит на три, то каждый импульс, создаваемый им, затем выражается в одной десятитысячной сантиметра. Одпако один сантиметр выражается 31,60476 отсчета. Для обеспечения необходимой коррекции нужно пропустить один отсчет па каждые

31604,76

= 19,694 от сч ет а.

10664,76

С целью учета при изменениях переменных параметров, например атмосферного давления или температуры, реверсивные счетчики (1 в схемах фиг. 1 и 3 или 28 в схеме фиг. 2) могут иметь переменную структуру, обеспечивающую требуемое изменение коэффициента пересчета под воздействием управляющих сигналов с выходов соответствующих датчиков.

Предмет изобретения

1. Счетное устройство для лазерных интерферометров, содержащее реверсивные счетчики импульсов, дешифраторы и логические элементы, отлича о цееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности преобразования отсчета длины волны в механические единицы измерений, в нем один из реверсивных счетчиков, подключенный к источнику входных сигналов, соединен через два дешифратора и управляемые импульсами прямого и обратного счета схемы «НŠ— И» с двумя входами схемы «И», третий вход которой подключен ко входу устройства, а выход соединен со входом второго счетчика, содержащего двоичные каскады в младших разрядах и декады в старших.

292322

2. Устройство rro п. 1, о личаипцееся тем, что, с целью преобразова1шя результатов подсчета дифференциальных полос в метрическую или иную систему измерений, в него введена дополнительная реверсивная пересчетная cveма, вход которой соединен с выходом схемы

«И», а выход совместно с выходом схемы «И» подключен через схему «ИЛИ» ко входу второго счетчика.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью расширения допустимого диапазона измеряемых величин, оно содержит несколько независимо управляемых каскадов с дешпфраторамп, схемами «HE — И» и схемой

«И» на выходе, причем схемы «И» этих каскадов соединены последовательно и включены между источником входных импульсов и

5 входом второго счетчика.

4. Устройство по пп. 1 — 3, отличающееся тем, что, с целью учета при измерениях переменных параметров, например атмосферного

10 давления или температуры, в нем вход упразления коэффициентом пересчета первого счетчика с переменной структурой соединен с выходом соответствующего датчика.

292322

Фиг. 3

Составитель А. А, Маслов

Техред Л. Я. Левина Корректор Г. С. Мухина

Редактор Л. А. Утехина

Типография. пр. Сапунова, 2

Заказ 737/17 Изд. № 320 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5