Устройство для измерения перемещений объекта

(5)5 0 01 В 21/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Северо-Западный заочный политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1195184, кл, 6 01 В 21/00, 1984.(54) УСТРОЙСТ 80 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения искажения формы электрических сигналов в цепях устройства, С поЯО 1 б 811 б 8 А 1 мощью импульсного генератора 1, источника 2 тока, светодиода 3, диафрагмы 4, проекционного объектива 5 формируется изображение диафрагмы на отражающей поверхности объекта 16. Изображение диафрагмы переносится фокусирующим объективом б на дифференциальный координатно-чувствительный фотодиод 7. Сигналы с фотодиода усиливаются усилителями 8, 9 и поступают на формирователи 10 - 13 экспоненциально спадающих импульсов, сигналы с выходов которыхсравниваются ком параторами 14, 15, При перемещении объекта 16 происходит смещение изображения диафрагмы по поверхности фотодиода. При этом изменяется длительность импульсов, формируемых на выходах компараторов 14, 15. 2 ил.ше постоянных времени формирователей 35 40 45 с 0 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещения различных объектов, имеющих отражающую поверхность,Цель изобретения - повышение точности измерения путем уменьшения искажений формы электрических сигналов в цепях устройства,На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы сигналов, формируемых на выходах отдельных узлов устройства.Устройство содержит последовательно соединенные импульсный генератор 1 и источник 2 тока, оптически связанные светодиод 3, подключенный к выходу источника 2 тока, диафрагму 4 с квадратным окном, проекционный объектив 5, фокусирующий объектив б,дифференциальный координатно-чувствительный фотодиод ЩКЧФ) 7, усилители 8 и 9, входы которых подключены к выходам ДКЧФ 7, формирователи 10 - ",3 зкспоненциально спадающих импульсов, причем информационные входы формирователей 10 и 11 подключены к выходу усилителя 8, информационные входы формирователей 12 и 13 - к выходу усилителя 9, а управляющие входы формирователей 10-13 - к выходу импульсного генератора 1, и компараторы 14 и 15, причем входы компаратора 14 подключень к выходам формирователей 10 и 12, а входы компаратора 15 - к выходам формирователей 11 и 13. Постоянные времени формирователей 10 и 13 мень 11 и 12. С помощью предлагаемого устройства измеряют перемещение объекта 16,Устройство работает следующим обра" зом.Импульсный генератор 1 формирует короткие импульсы, которые преобразуются в импульсы тока источником 2 тока. Импульсы тока проходят через светодиод 3. Светодиод 3 формирует импульсный поток Излучения, направляемый через диафрагму 4 с квадратным окном в проекционный объ. актив 5. Изображение диафрагмы строится на отражающей поверхности объекта 16 и переносится фокусирующим объективом б в плоскость ДКЧФ 7, ДКЧФ 7 преобразует импульсные потоки излучения в электрические сигналы, которые усиливаются усилителями 8 и 9 и поступают на формирователи 10-13. В момент формирования импульсно-о потока излучения импульснйй генератор 1 формирует стробирующий импульс, по когорому на выходах формирователей 10-13 формируются сигналы, амг:литуды которых пропорциональны сигналам, снимаемым с выходов ДКЧФ 7, Сигналы на выходах фор 5 10 15 20 25 30 мирователей 10 и 13 начинают убывать по экспоненте с меньшей постоянной времени, чем сигналы на выходах формирователей 11 и 12.По импульсному сигналу, формируемому импульсным генератором 1, срабатывает один из компараторов 14 и 15, Если, например, сигнал на выходе усилителя 9 больше, чем сигнал на выходе усилителя 8, то срабатывает компаратор 15 и не срабатывает компаратор 14, Через определенный интервал времени, связанный с соотношением сигналов, формируемых на выходе усилителей 9 и 8, сигнал на выходе формирователя 13 становится меньше сигнала, формируемого на выходе формирователя 11, за счет более быстрого убывания сигнала на выходе формирователя 13. Компаратор перебрасывается в исходное состояние.Амплитуды сигналов, формируемых на выходах усилителей 8 и 9, связаны с положением объекта 16.Временной интервал, формируемый на выходе компаратора 15. связан с амплитудами сигналов, формируемых на выходах усилителей 8 и 9, т,е, с положением объек-а 16.При перемещении объекта 16 в направлении, при котором амплитуда сигнала, формируемого на выходе усилителя 8, становится больше амплитуды сигнала, формируемого на выходе усилителя 9, срабатывает компаратор 14 и не срабатывает компаратор 15,Таким образом, по длительности сигнала, формируемого компаратором 14 или 15, можно определить величиНу перемещений объекта 16, а по тому, на выходе какого компаратора (14 или 15) формируется сигнал, можно определить направление перемещения объекта 16. Величина перемещения объекта 16 связана с длительностью сигнала, формируемого компаратором 14 или 15, нелинейной зависимостью, Сформированный временной интервал не зависит от мощности потока излучения светодиода 3.Использование устройства позволяет повысить точность измерения за счет уменьшения искажений формы электрических сигналов в цепях устройства.Формула изобретения Устройство для измерения перемещений объекта, содержащее оптически связанные источник света. диафрагму, проекционный и фокусирующий объективы. оптические оси которых расположены наклонно и симметрично относительно нормали, проведенной к поверхности объекта, импульсный генератор, выход которого свя1681168 и Фиг Составитель Т. Айси Техред М.Моргента едактор А. Огар ректор А. Осаулен аказ 3305 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 45 роизводственно-издательский комбинат "Пате жгород, уЛ.Гагарина, 101 зан с источником света, дифференциальный координатно-чувствительный фотодиод, первый формирователь экспоненциально спадающих импульсов и два компаратора, отличающееся тем,что,сцелью 5 повышения точности измерения за счет уменьшения искажений формы электрических сигналов в цепях устройства, оно снабжено тремя формирователями экспоненциально спадающих импульсов, 10 информационные входы первого и второго, третьего и четвертого формирователей экспоненциально спадающих импульсов подключены соответственно к первому и второму выходам дифференциального каор динатно-чувствительного фотодиода, управляющие входы первого, второго, третьего и четвертого формирователей экспоненциально-спадающих импульсов подключены к выходу импульсного генератора, постоянные времени первого и четвертого формирователей экспоненциально спадающих импульсов меньше постоянных времени второго и третьего формирователей экспоненциально спадающих импульсов, входы первого и второго компараторов подключены соответственно к выходам первого и третьего, второго и четвертого формирователей экспоненциально спадающих импульсов.