Устройство для измерения перемещений

Устройство для измерения перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<») 482680

Союз Советских

Содиалистичесхнх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 30.04.72 (21) 1779286/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30,08.75. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 08.12.75 (51) М. Кл. G 01р 13/00

G 01с 22/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий (53) УДly 681.325(088.8) (72) Авторы изобретения

A. Г. Корольчук, Ю. Е. Орлов, Г А. Резонтов, Л. Г. Муханин и Ю. Н. Никифоров

Ленинградский институт точной механики и оптики (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике.

Для измерения величины линейных и угловых перемещений широкое распространение получили измерительные устройства с цифровой индикацией результатов измерений, с реверсивным отсчетом. Эти устройства дают истинное значение измеряемой величины как при ее увеличении, так и при ее уменьшении в цифровой форме в виде десятичного числа, не требующего пересчета. Они содержат преобразователь перемещений, электронную измерительную схему и реверсивное отсчетное устройство.

В таких измерительных устройствах находят применение фотоэлектрические преобразователи с использованием явления муара, позволяющего формировать гамму аналоговых циклических сигналов преобразования с линейной характеристикой в достаточно широких пределах, и амплитудные интерполяторы, которые дают возможность повысить точность отсчета перемещений и применить растровые меры с более крупным шагом.

Однако с ростом коэффициента интерполяции амплитудных интерполяторов пропорционально увеличиваются его габариты, усложняются электрические связи, понижается надежность работы, повышается стоимость. Кроме того, наличие накопительного реверсивноro счетчика ограничивает допустимую скорость перемещения измеряемого объекта (граничная частота следования счетных импульсов) и, следовательно, применение указанных

5 систем.

Цель изобретения — повышение точности работы и быстродействия устройства.

Это достигается тем, что в устройство введены ограничители, дифференциальные опера10 ционные усилители и коммутатор, Выходы преобразователя подключены через дифференциальные операционные усилители к входам триггеров и через ограничители к сигнальным входам коммутатора, выходы триггеров — к

15 входам логического блока и через схемы совпадений к управляющим входам коммутатора, выход коммутатора соединен с входом преобразователя напряжение — число.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства, где 1 — 4 фотоприемники преобразователя перемещений; 5 и 6 — операционные усилители с дифференциальными входами; 7, 8 — триггеры Шмидта амплитудного интерполятора; 9 — 12 — ограничители; 13 — амплитудныи интерполятор;

14 — логический блок амплитудного интерполятора; 15 — 18 — двухвходовые логические схемы «И»; 19 — электронный коммутатор;

20 — электронный преобразователь напряже30 ние †чис; 21 — реверсивное отсчетное уст482680 ройство; 22 — блок грубого отсчета; 23— блок точного отсчета.

Устройство работает следующим образом.

Перемещение подвижной части преобразователя относительно неподвижной вызывает изменение силового поля преобразователя.

Это изменение преобразуется фотоприемниками 1 — 4 в циклические изменения напряжения (тока), фазы которых соответствуют О, 90, 180 и 270 пространственной фазы муаровой полосы. Аналоговые циклические сигналы фотоприемников поступают в ограничители

9 — 12. Одновременно сигналы преобразования подаются в операционные усилители 5 и 6 с дифференциальными входами, выходные сигналы которых находятся в квадратуре. Два квадратурных сигнала далее проходят соответственно на триггеры Шмидта 7 и 8 амплитудного интерполятора, осуществляющие аналого-дискретное преобразование. Амплитудный интерполятор имеет реверсивный выход, соединенный с входом суммирования и входом вычитания блока 22 грубого отсчета. Одновременно сигналы триггеров Шмидта lioступают на логические двухвходовые схемы

«II» 15 — 18, селектирующие импульсы, которые соответствуют линейным участкам передних фронтов сигналов преобразования, сформированным ограничителями 9 — 12. Указанные сигналы преобразования и селектирую- ЗО щие импульсы подаются па четырехканальный коммутатор. Выход коммутатора соединен с входом электроьпюго преобразователя 20 напряжение — число, а выход преобразователя .

20 — к блоку 23 точного отсчета реверсивно- 35 го устройства 21, Таким образом, двухступенчатый интерполятор включает в себя канал грубого отсчета, представляющий собой амплитудный интерполятор с цифровым реверсивным устрой- 40 ством грубого отсчета, и четыре измерительные канала точного отсчета с системой последовательного опроса каждого из каналов с помощью четырех селектирующих логических схем «И», электронного коммутатора и электронного преобразователя напряжение †число, имеющего цифровой выход точного отсчета.

Отсчет перемещений определяется количеством счетных импульсов амплитудного интерполятора в канале грубого отсчета, а в промежутках между счетными импульсами

{точный отсчет) — значениями функции преобразования одного из измерительных каналов в цифровом выражении. При этом происходит автоматическое согласование каналов грубого и точного отсчетов, Поскольку блок 23 не связан с накопительным счетчиком и используется, как правило, для измерений в статике, то, следовательно, допустимая скорость перемещений измеряемого объекта определяется граничной частотой следования импульсов только в блоке 22.

Предмет изобретения

Устройство для измерения перемещений, содержащее преобразователь перемещений в элсктрический сигнал, схемы совпадения, триггеры, реверсивное отсчетное устройство, логический блок и преобразователь напряжение — число, отлича ющееся тем, что, с целью увеличения точности работы и быстродействия устройства, в него введены ограничители, дифференциальные операционные усилители и коммутатор, причем выходы преобразователя перемещений подключены через дифференциальные операционные усилители к входам триггеров и через ограничители к сигнальным входам коммутатора, выходы триггеров подключены к входам логического блока и через схемы совпадений к управляющим входам коммутатора, выход коммутатора подключен к входу преобразователя напряжение — число.

482680

Г

11

1

L..m+8) (1

Составитель Г. Антонова

Техред 3. Тараненко

Корректор О. Тюрина

Редактор И. Грузова

Заказ 2941/7 Изд. М 174S Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Г

1

1 !

1

1

1

I !

1

1 !

1 !

1

1 !

1