Устройство для измерения перемещений

Устройство для измерения перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 9!8783

ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистически и

Республик (62) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заи 0.02,04.80 (22) 2g05905/18-28 с присоеаииеииеы заввки.)Е (51)h%. Кл.

G 01 8 11/00

Ьеуаарсаеай) квинтет ьььР но аеаи нзобретеннН в еткрытн22.(23) Приоритет

Опубликовано 07.04.82. Бюллетень М 13 (53) УДК 531.71 (088.8) Дата опубликования описании 07. 04 .82..Я* 3-Ъ и С.Е.ТулумдФан

/ т;.1,:; )

Московский институт электро ного.машиностроени (72) Авторы изобретения (72) Заявитель (54) УСТРОЙСТ80 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерительным устройствам с использованием детекторов излучения и пред» назначено .для бесконтактного измерения линейных перемещений и аэимутальных разворотов.

Известна оптико-электронная система контроля и управления прямолинейным перемещением, состоящая из задающей и приемной частей. Задаю-. щая часть содержит объектив, разделительную призму, пару противофазно возбуждаемых светодиодов, полевую диафрагму. Приемная часть содержит фотоприемник, конденсатор, объектив,. блок индикации сигнала рассогласования „12.

Недостаток устройства заключает= ся в том, что оно позволяет индицировать толька линейные перемещения по одной координате объектов, расположенных на небольшом расстоянии от него.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения перемещений, содержащее пару противофаэно возбуждаемых светодиодов, объектив, фотоприемник, генератор импульсов, соединенный с противофаз,но возбуждаемыми светодиодами, усилитель и синхронный детектор (2 .

Недостатком устройства являются малые функциональные возможности, связанные с малым диапазоном измерений, за счет воэможности измерения объектов, расположенных между приемной и передающей частями устройства или установки приемной части устройства на объекте. о

Цель изобретения -, расширение функциональных вазможностей и повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем что устройство снабжено отражателем, связываемым с исследуемым объектом, дополнительной нарой противофазно возбуждаемых светодиодов, блоком

8783 4

36

4в

5О

Устройство работает следующим образом.

Блок 16 коммутации соединяет выход генератора 15 импульсов с парой светодиодов 4 и 5. Генератор 15 пооче3 91 коммутации, соединенным со аветодио= дами и аналого-цифровым преобразователем, подключенным к синхронному детектору и блоку коммутации, пары противофазно возбуждаемых светодиодое установлены s взаимно перпенди,кулярных плоскостях симметрично относительно оптической оси объектива таким образом, что их оптические оси пересекаются в фокусе объектива, в котором размещается фотоприемник. .Кроме того,: устройство снабжено блоком температурной стабилизации. состоящим иэ соединенных последовательно преобразователя температуры, регулятора и нагревателя, а фотоприемник, пары противофазно-возбуждаемых светодиодов, преобразователь температуры и нагреватель устанавливают в герметиэирьванный корпус, стороной которого, расположенной над светодиодами, является объектив.

На Фиг.1 изображена блок-схема устройства; на Фиг.2 установка элементов в герметиэированном корпусе.

Устройство состоит из герметизиро ванного корпуса 1 с объективом 2, отражателя 3, связываемого с Йсследуемым объектом, двух пар противофаэно возбуждаемых светодиодов 4,5 и 6,7, Фотоприемника 8, преобразователя 9 температуры и нагревателя

10, установленных в герметиэированном корпусе 1, причем пары противоФаэно возбуждаемых светодиодов

4,5.и 6,7 установлены в взаимно перпендикулярных плоскостях симметрично относительно оптической оси объек тива 2 так, что их оптические оси пересекаются в его Фокусе, где установлен фотоприемник 8, регулятор 11, включенного между нагревателем 10 и преобразователем 9 температуры, соединенных последовательно усилителя

12, синхронного детектора f3, анало" го-цифровог преобразователя 14, генератора 15 импульсов и блока 16 коммутации, усилитель 12 соединен с

Фотоприемником 8, а блок 16 коммутации соединен с двумя парами противофаэно возбуждаемых светодиодов 4,5 и 6,7. редно возбуждает светодиоды 4 и током прямоугольной формы, их свет через объектив 2 поступает на отражатель 3, после отражения фокусируетая объективом 2 и регистрируется фотоприемником 8. Светодиоды 6 и 7 в зто время не возбуждаются.

Между разнесенными световыми пучками светодиодов 4 и 5 образуется зона перекрытия. В принятом за нулевое положении отражателя 3 симметричном относительно зоны йерекрытия световые потоки светодиодов 4 и 5 на фотоприемнике 8 одинаковы, и переменная составляющая сигнала íà его выходе равна нулю. Перемещение отражателя 3 .из нулевого положения делает световые потоки различными. На выходе фотоприемника 8 появляется переменная составляющая сигнала с частотой генератора f5 импульсов, амплитуда которого соответствует величине, а фаза - направлению перемещения отражателя 3. Она усиливается усилителем 12, выпрямляется управляемым от генератора 15 синхронным детектором 13 и поступает на измери тельный вход аналого-цифрового преобразователя 14 работающего в режиме с внешним запуском. Величина напряжения на входе аналого-цифрового преобразователя 14 соответствует величине, а полярность - направлению перемещения отражателя 3. По истечении интервала времени, необходимого для установления напряжения на выходе .синхронного детектора 13, блок

16 коммутации выдает на аналого-цифровой преобразователь 14 сигнал запуска, и происходит регистрация уста" новившегося значения напряжения.

Результат отображается на цифровом табло, а также в виде кода на выходе аналого-цифрового преобразователя

14.. По истечении интервала времени, необходимого для регистрации, блок 16 коммутации соединяет выход генератора 15 с парой светодиодов 6 и 7, Повторяется опиаанный выше процесс, а измерение перемещения отражателя 3 осуществляется по второй координате. Во время возбуждения светодиодов 4 и 5 с выхода блока

16 коммутации поступает напряжение с единичным логическим уровнем, во время возбуждения светодиодов 6 и

7 " с нулевым уровнем. Это напряжение используется, для установления соответствия между зарегистрированной <

918 величиной и координатой, Временная последовательность работы блока 16 коммутации задается посредством содержащихся в нем делителя частоты следования и счетчика импульсов, 5 от генератора 15. Преобразователь

9 температуры с нагревателем 10 осуществляют посредством регулятора 11 термостабилиэацию размещенных в корпусе 1 элементов. 1О

Измерение перемещений устройством может производиться как с использованием триппельпризменного отражателя

3;(измеряются только линейные переме" щения исследуемого объекта с уста- 1З новленным на нем отражателем 3, так как благодаря конструкции отражателя устройство не реагирует на его азимутальные. развороты), так и с использованием отражателя 3 в виде стра- 26 жающей поверхности на неотражающем фоне (измеряются линейные перемещения или аэимутальные развороты исследуемого объекта с установленным на нем отражателем 3). Измерения во 2$ втором случае возможны, когда исследуемый объект совершает только линейные перемещения или только азимутальные развороты.

Таким образом, предлагаемое уст- Эв ройство позволяет производить бвсконтактные измерения. линейных перемещений и аэимутальных разворотов по двум координатам и повысить точность измерений формированием равносигнальной зоны путем частичного перекрытия световых пучков светоди"

783 6 но возбуждаемых светодиодов, объектив, фотоприемник, генератор импульсов, соединенный с противофазно возбуждаемыми светодиодами, усилитель и синхронный детектор,о -т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения его функциональных возмож ностей,устройство снабжено отражателем, связываемым с исследуемым объектом, дополнительной парой противофаэно возбуждаемых светодиодов,,блоком коммутации,соединенным со светодиодами и аналого-цифровым преобразователем, подключенным к синхронному детектору и блоку коммутации, пары противофазно возбуждаемых светодиодов установлены в взаимно перпендикулярных плоскостях симметрично оптической оси объектива таким образом, что их оптические оси пересекаются в фокусе объектива, в котором размещается фотоприемник.

2.. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерений, оно снабжено блоком температурной стабилизации, состоящим из соединенных последовательно преобразователя температуры, регулятора и нагревателя, а фотоприемник, пары противофазно возбуждаемых светодиодов, преобразователь температуры и нагреватель устанавливают в герметиэированный .. корпус, стороной которого, расположенной над светодиодами, является объектив. одов и фокусировкой подаваемого на Источники информации, фотоприемник светового потока. принятые во внимание при экспертизе

1. Исследования по геодезии, аэрофотосъемке и картографии. Вып.2 (2 ), формула изобретения И., ИИИГАиК, 1977, с. 89"92.

2. Авторское свидетельство СССР

1. Устройство для измерения пере- по заявке 11 2754965/28, мещений, содержащее пару противофаз- кл. G 01 В 21/ОО, 1979 (прототип).