Способ измерения перемещений и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН щ С 01 В 21/00 ЕН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ова"нстру.по конт 1979, ЩЕНИЙТВЛЕНИЯремещениветового ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Украинский научно-исслтельский институт станков иментов(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕС (57) 1. Способ измерения пезаключающийся в модуляции с 80,вйщщ пучка, направляемого на контролируемый объект, получении двух синфазных переменных сигналов, по изменениюс противоположными знаками амплитудкоторых определяют перемещение, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения помехоустойчивости,модулируют первый и второй переменныесигналы соответственно синусоидальными косинусоидальным сигналами, частотакоторых равна частоте модуляции светового пучка, выделяют низкочастотнуюсоставляющую из разности полученныхсигналов, по уровню которой определяютвеличину перемещения.1097896 2. Устройство для измерения перемещений, содержащее источник света и модулятор, связанный с ним, и установленные по ходу светового пучка оптическую систему, связываемую с контролируемым объектом, и сдвоенные фотоприемники, генератор синусоидального напряжения, соединенный с модулятором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно снабжено фильтром нижИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для измерения каклинейных, так и угловых перемещений,в частности, в станкостроении дляизмерения перемещений рабочих органовстанка.Известен способ измерения перемещений, заключающийся в модуляции светового пучка, направляемого на контролируемый объект, получении двух синфазных переменных сигналов, по изменению с противоположными знакамиамплитуд которых определяют перемещение 11.Для уменьшения влияния температуры и фоновой засветки. на точностьизмерений в известном способе предусмотрены вычислительные операции надвыходными сигналами фотоприемников,что существенно повышает сложностьпроведения измерений и снижает достоверность полученных результатов.Известно устройство для измеренияперемещений, содержащее источник светаи модулятор, связанный с ним, .и установленные по ходу светового пучкаоптическую систему, связываемую сконтролируемым объектом, и сдвоенныефотоприемники, генератор синусоидального напряжения, соединенный с моду- ЗОлятором 1 1 ,Наличие модулятора интенсивностисветового потока несколько повышаетпомехоустойчивость устройства, однако недостаточно ввиду влияния случай- З 5ных флуктуаций мощности излучателяи посторонней засветки,Недостатком известных способаи устройства является невысокая них частот, генератор.синусоидальныхнапряжений выполнен квадратурным, фо"топриемники соединены последовательно, выход первого фотоприемника, соединенный с входом второго, подключенк фильтру нижних частот, вход первого фотоприемника и выход второго соединены с соответствующими выходами генератора синусоидального напряжения,а выход фильтра нижних частот являетсявыходом устройства. помехоустойчивость и достоверность измерений.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерений перемещений, заключающемуся в модуляции светового пучка, направляемого на контролируемый объект, получении двух синфазных переменных сигналов, по изменению с противоположными знаками амплитуд которых определяют перемещение, модулируют первый и второй переменные сигналы соответственно синусоидальным и косинусоидальным сигналами, частота которых равна частоте модуляции светового пучка, выделяют низкочастотную составляющую из разнос- ти полученных сигналов, по уровню которой определяют величину перемещения.Поставленная цель достигается также тем, что устройство для измерения перемещений, содержащее источние света и модулятор, связанный с ним, и установленные по ходу светового пучка оптическую систему, связываемую с контролируемым объектом, и сдвоенные фотоприемники, генератор синусоидального напряжения, соединенный с модулятором, снабжено фильтром нижних частот, генератор синусоидальных напряжений выполнен квадратурным, фотоприемники соединены последовательно, выход первого фотоприемника, соединенный с входом второго, подключен к фильтру нижних частот, вход первого,фотоприемника и выход второго соединены с соответствующими выходами1097 О:А 51 п(шС+У) 1 41=4 з 1 О 031 откуда Составитель Е.ГлазковаТехред Ж.Кастелевич Корректор М.Оароши Редактор М,ПетроваЗаказ 4196/35 Тираж 493 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Фипиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 генератора синусоидального напряжения,а выход фильтра нижних частот являетсявыходом устройства.На чертеже приведена блок-схемаустройства для измерения перемещений.Устройство для измерения перемещений содержит генератор 1 синусоидального напряжения, выполненный квадратурным, модулятор 2 подключенныйк выходу последнего, источник 3 света, соединенный с модулятором, установленные по ходу светового луча оптическую. систему 4, жестко связываемую с контролируемым объектом 5, исдвоенные фотоприемники 6 и 7, соединенные последовательно, и фильтр 8нижних частот, выход которого является выходом устройства, выход первогофотоприемника 6, соединенный с входомвторого фотоприемника 7, подключенгок фильтру 8 нижних частот, вход первого фотоприемника 6 и выход второгосоединены с соответствующими выходами генератора 1 синусоидальногонапряжения,Способ реализуется с помощью устройства следующим образом.Напряжение с выхода генератора 1синусоидального напряжения подаютна вход модулятора 2, осуществЭОляя таким образом синусоидальную модуляцию интенсивности светового пучка. Световой пучок источника 3 света,проходя через оптическую систему 4,перемещающуюся вместе с контролируемым объектом 5, изменяет свое направ- Зление в пространстве, что приводитк перемещению светового пятна по поверхности сдвоенных фотоприемников 6 и 7. Фотоприемники 6 и 7расположены вдоль прямой, по которойперемещается световое пятно, вследствие чего их сопротивления изменяются с противоположными знаками. Этоприводит к тому, что напряжение 0поступающее с их общей точки на вход 896 фильтра 8 нижних частот, изменяется в следующей зависимости: где А 1 - амплитудное значениенапряжения,ш - частота сигнала генератора 1;М - сдвиг фазы по отношениюк сигналу на выходе генератора 1, соединенного сфотоприемником 7, величина которого пропорциональна величине перемещенияобъекта 5.Вследствие модуляции интенсивности светового пучка где А - амплитудное значение напряжения на выходе освещенногофотоприемника 6 ипи 7 при нулевом перемещении объекта 5,Используя фильтр 8 нижних частотдля подавления составляющей удвоеннойчастоты, получают на выходе устройствасигнал 4 = саз Реьх 2где К - коэффициент передачи фильтра 8,Напряжение выходного сигнала, зависящее от величины перемещения объекта 5, измеряют, например, вольтметром постоянного тока.Таким образом, за счет применения предлагаемого способа измерения в среди .м в 2-3 раза уменьшается чувствительность устройства к фоновой засветке фотоприемников источниками естественного и искусственного освещения и случайным флуктуациям мощности излучателя.