Устройство для измерения малыхугловых перемещений

Сфев Советских Сфциалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ С ПЛЬСТВУ(23) ПриоритетОпубликовано 280281. Бюллетеиь Й 9 8Дата опубликования описания, 07, 03. 81 Р 1 м, кд,з О 01 В 11/00 ГосуаарственнмЯ квинтет СССР вв лелем зебретеннЯ н втнрытнЯ(72) Авторы изобретения Заявите Ленинградский орде институт имЛенин В. И,Ле злектротехни на (Ульянова 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЭМЕРЕНИЯ МАЛЫХ УГЛОВ пеРемещений 0 Изобретение относитсяк измерительной технике и может быть использовано для дистанционных измерений малых угловых перемещений объектов.5Известно устройство для измерения малых угловых перемещений, содержащее оптическую систему, модулятор светового потока и фотоприемник 13Недостатками известного устройства 1 О являются невысокая точность измерения, вызванная нелинейной зависимостью выходного сигнала от измеряемого параметра и наличием динамической погрешности вследствие инерционности тракта. обработки измерительного 15 сигнала.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено инверти рующим блоком, информационный вход которого подключен к выходу фотоприемника, блоком вычитания, первый вход которого подключен к выходу инвертирующего блока, первым и вто рым пороговыми блоками, блоком переключения, входы которого подключены к выходам соответствующих пороговых блоков, а вход второго порогового блока подключен к выходу фотопркем.ника, и генератором опорного сигнала, выход которого подключен к уп" равляющему входу модулятора, ко вхо" ду первого порогового блока и ко второму входу блока вычитания.На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения малых угло" вых перемещений.Устройство содержит объект 1, оптическую систему 2, модулятор 3 светового потока, фотоприемник 4, инвертирующий блок 5, блок б вычитания, первый пороговый блок 7, блок 8 переключения, второй пороговый блок 9 и генератор 10 опорного сигнала.Устройство работает следующим образом. Световой поток, посылаемый оптической системой 2, отражаясь от объекта 1, возвращается в оптическую систему 2. Пройдя через нее, световой поток проходит через модулятор 3, управляемый гармоническим сигналом, генерируеннюм генератором 10.Сигнал на выходе фотоприемника 3 .имеет вид синусоиды, смещенный на величину постоянной составляющей, прямо пропорциональной угловому перемещению объекта.808836 Формула изобретения Составитель В,Николатор ЕеЛушникова Техред С.Мигунова р М.Кост Ко КЙ Тираж ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений, и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., одписно/5 нлнал ППП Патент, г.уягород, ул. Проектная, я кПри повороте объекта влево или вправо относительно оптической оси выходной сигнал фотоприемника меняется с частотой опорного сигнала, при этом постоянная составляющая не равна нулю.Сигнал в этом случае имеет два различных максимума, т. е. имеет место модуляция сигнала. Разность этих максимумов тем больше (тем больше модуляция), чем больше угол поворота объекта 1 относительно направления 10 оптической оси. Разность этих максимумов линейно зависит от угла поворота объекта 1, а фаза - от знака этого угла. При изменении знака угла фаза меняется скачком на 180 . 15 С изменением глубины модуляции линей но меняется постоянная составляющая сигнала.При предельном значении угла поворота объекта относительно оптической оси имеет место 100 модуляция, когда становится равным нулю один, из максимумов, Если угол поворота объекта равен нулю, то постоянная составляющая отсутствует. Второй пороговый блок 9. фиксирует моменты равенства нулю выходного сигнала фотоприемника, Сигнал второго порогового блока 9 служит управляющим для блока 8, задающего режим работы инвертирующего блока 5, при этом пер вый пороговый блок 7, фиксирующий положительный максимум опорного сигнала, позволяет менять знак только той полуволны, которая следует за этим максимумом. 35 Таким образом, на выходе блока 6 получается электрический сигнал по величине и полярности строго соответствующий измеряемому перемещению объекта 1. Устройство для измерения малых угловых перемещений, содержащее оптическую систему, модулятор светового потока и фотоприемник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьпаения точности измерения, оно снабжено инвертирующим блоком, информационный вход которого подключен к выходу фотоприемника, блоком вычитания, первый вход которого подключен к выходу инвертирующего блока, первым и вторым пороговыми блоками, блоком переключения, входы которого подключены к выходам соответствующих пороговых блоков, а вход второго порогового блока подключен к выходу фотоприемника, и генератором опорного сигнала, выход которого подключен к управляющему входу модулятора, ко входу первого порогового блока и ко второму входу блока вычитания. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Корндорф С.Ф. Фотоэлектрические измерительные устройства в машиностроении. М., "Машиностроение ", 1965 (прототип).