Устройство для интерполирования растрового шага

Устройство для интерполирования растрового шага

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 406И4

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Реслублик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 10.1.1972 (№ 1736097/25-28) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 05.Х1,1973. Бюллетечь № 45

Дата опубликования описания 04Х11.1974

М. Кл. G 01Ь 11/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

УДК 531,715.27(088.8) Авторы изобретения

Ю.-Г. В, Якубчионис, Ю. Ю. Шимуленис и В. П. Гиниотис

Заявитель Вильнюсский филиал Экспериментального научно-исследовательского института металлорежущих станков

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕРПОЛИРОВАНИ

РАСТРОВОГО ШАГА

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть применено в станкостроении, а также приборостроении в качестве датчика перемещений.

Известно устройство для интерполирования растрового шага, содержащее измерительную и индикаторную ли нейки с растровыми дорожками, имеющими различный шаг штрихов, источник света, установленный с одной стороны линеек, .и фотоприемник, расположенный с другой стороны линеек, опорную линейку, мод7 IHpующий дHcK.

Подбором количества штрихов линеек можно добиться, чтобы при перемещении измерительной линейки относительно опорной на один шаг, муаровая, картина совершала полный ооорот вокруг оси опорной линейки. Взаимодействие модулирующего диска с муаровой картиной дает синусоидальный сипнал, фаза которого перемещается на 360 относительно опорного сигнала при перемещении:измерительной линейки относительно, индикаторной на один шаг.

Недостатками этого устройства являются сложность его конструкции, наличие механического сканирующего движения, недостаточно высокая чувствительность,и точность, а также необходимость нарезания большого количества штрихов для получения нужной дискретности.

Цель предлагаемого изобретения — повы сить точность,и чу вствительн ость,интерполирования.

Для этого в предлагаемом устройстве на

5 одной из линеек выполнена дополнительная растровая дорожка,:имеющая одинаковый шаг с основной,и сдвинутая относительно нее на величину, равную четверти разности шагов дорожек измерительной и индикаторной ли10 неек, а lIITpHxи всех дорожек выполнены с шириной, меньшей этой, разности шагов.

Такой выоор соотношения ширины штриха с разностью шагов позволяет получить изменение светового потока, период которого со15 ответствует перемещению,,равному р азности шагов линеек, а сдвиг штрихов индикаторной линейки позволяет получить второй сигнал, сдвинутый относительно первого на четверть периода, что, в свою очередь, дает возмож20 ность деления периода на ряд частей с помощью .известных способов и средств электроники.,Благодаря устранению сканирующего элемента упрощается конструкция устройства.

На фиг. 1 схематично изображено предла25 гаемое устройство; .на фиг. 2 —,индикаторная линейка, вид сверху; на,фиг. 3 —,измерительная линейка, вид сверху; на фиг. 4 — сигналы, соответствующие взаимодейс вию двух частей ,индикаторной линейки с измерительной лиЗ0 .нейкой.

406114

30

Устройство .содержит источник 1 света, па,раболическое .зеркало 2, непрозрачную инди,:каторную линеку 8,,имеющую ряд прозрачных штрихов 4; непрозрачную линейку 5, имеюющую ряд прозрачных штрихов 6; параболическое зеркало г, фотоприемник 8, с выхода 9 которого снимается сигнал, соответствующий взаимодействию, измерительной и одной из частей, индикаторной линейки. Индикаторная линейка 8 (фиг. 2) состоит из основной и дополнительной дорожек, содержащих ряд прозрачных штрихов 4;и J0, следующих с шагом

g>. Измерительная линейка 5 содержит,ряд штрихов б, следующих с шагом g, меньшим шага индикаторной линейки gl на величину

,о, где g=g< — gq. Ширина штрихов ооеих линеек одинакова и равна Ag/>. Причем штрихи 10 .индикаторной линейки сдвинуты на велмчину Лд/4 оч"просительно штриховав 4.

Работает устройство следующим образом.

Лучи света от;источника 1 отражаются от .параболического зеркала 2 и преобразуются в параллельный:пучок. Затем, поступают на индикаторную линейку 8. Поскольку линейка

8 и линейка 5 выполнены с разным шагом, то при определенном перемещении (т. е. при определенном положении одной линейки относительно др упой) будет со в падать только часть,их штрихов. Лучи света, проходя через совпадающие штрих и, поступают,на зеркало

7, а затем на .фотоприемник 8, с выхода 9 кото рого снимается сигнал, соответствующий величине светового, потока. Максим альный световой лоток через линейки 8 и 5 (фиг. 4) будет возникать при полном совпадении по ширине определенной части штрихов линеек и будет пропорционален величине g/, пом ноженной на число совпадений. Совпадение будет равно нулю,при перемещении измерительной л инейки в любую сторону от положения .максимального совпадения, а при даль.нейшем перемещении начинается совпадение следующих IIITplExoB,;oòñòoÿùèõ от расом oiT,ренных штрихов на один шаг g< индикаторной линейки. 111ри пе1ремещении на вел(ичину Лд/ световой поток достигает максимума. Пропорционально изменениям светового потока меняется и напряжение на выходе 9 фотоприемника 8. При перемещении измерительного растра на величину д;напряжение U (|фиг. 4) на выходе будет меняться от максимума до .максимума. Следовательно, величине g на оси Х будет соответствовать полный период сигнала (360 ) на выходе, т. е. устройство будет, работать с шагом, меньшим шага обеих линеек и равным,их .разности.

Световой поток, пр оходящи и через,штрихи

10,индикаторной линейки и через измерительную линейку 5, меняется,по такому же закону, как и,первая часть светового потока, но график соответствующего ему сигнала U (на чертеже не показаны средства получения этого сигнала) сдвинут относительно графика

U, на 90, что соответствует пространственному сдвигу штрихов 10 индикаторной линейки относительно:штрихов 4 íà Лд/4.Используя эти два сигнала, можно,разделить,интервал g на ряд частей с помощью, например, устройств, использующих сигналы в виде

sin Х,и сов Х, где Х вЂ” перемещение.

Очевидно, что линейки в предлагаемом ,устройстве могут .быть прозрачными, а штрих и — темными. Вместо штрихов могут быть применены металлические зубцы и,индуктивные обмотки с различными шагами,и т. п.

Сущность, изобретения от этого не меняется.

Пр едм ет,из обр етения

Устройство для,интерполирования,растрового шага, содержащее измерительную,и,индикаторную линейки с растровыми дорожками, .имеющими различный шаг штрихов,,источник света, установленный с одной стороны л инеек, и фотопривмник, расположенный,с другой стороны линеек, отличаюшееся тем, что, с целью повышения точноспи:и чувствительности .интерполирования,:на одной из линеек выполнена дополнительная растровая дорожка,,имеющая одинаковый шаг с основной и сдвинутая относительно нее на величину, равную четверти разности шагов до рожек,изме.рительной и,индикаторной линеек, а штрихи всех дорожек выполнены с шириной, меньшей этой разности шагов.

406114

Фиа 1

Составитель Л. Лобзова

Техред Е. Борисова

Редактор Е. Васева

Корректор О. Тюрина

Заказ 217 Изд. № 203 Тираж 743 Подписпо

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тнп. Харьк. фнл. пред. «Патент»