Устройство для измерения и стабилизации расстояния

О П И С А Н И Е (11) И 0693И 306 РЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических(22) Заявлено 02.01.73 (21) 186497 с при нием заявкиГосударственный комитет р 3 ритет Совета Министров СССРро делам изобретенийи цткрытиК 53) УДК 62-50(088,8) о 15.04,76. Бюллетень14 Опубли,к а опубликования описания 16.06.76 72) А рыретени И. Киселев, В. А. А. А. Афанасьев еренец, Д. Д, Ха и А. А. КравченкКрасного ЗнаменА. Н. Туполева мели Казанский) Заявитель иационны на Трудовог институт им АБИЛИЗАЦИ 54) УСТ Р О й СТ В Я ИЗМЕРЕН АССТОЯ Н ИЯ б Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть применено, например, в фотоштампах при изтотовлении фотошаблонов для интегральных схем.Известно устройство для измерения и стабилизатоии расстояния, содержащее задатчик зазора и датчик величины расстояния, подключенные к блоку сравнения, выполненному в виде пневмоэлектрического преобразователя с измерительным блоком, подсоединенным к пер 1 вому индикатору, и микропривод, ко входу которого подключен выход усилителя, второй выход которого подключен ко второму индикатору. Известное устройство характеризуется недостаточной точностью для объективов с высокой разрешающей способностью, болвшим временем переходного процесса, обусловленным малой жеспкостью воздушной опоры и значительным весом,применяемых объектировав.Предложенное устройство отличается от известного тем, что в него введены пороговый элемент, два элемента ИЛИ, преобразователь напряжения в частоту, два ключа и реверсивный счетчик, первый выход которого подключен ко входу усилителя, второй и третий - к первым входам элементов ИЛИ, вторые входы которых подсоединены к выходам порогового элемента, вход которого подключен к выходу измерительного блока пневмоэлектропреобразователя и ко входу преоразователя напряженпя в частоту, выход которого подсоединен ко входам ключей, ко вторым входам каждого из которых подклюб чен выход элемента ИЛИ, которые подключены к первому и второму входу реверсивного счетчика, к третьему входу которого подсоединены выходы ключей. Это позволяет повысить точность и быстродействие устройства.10 На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит датчик величивы расстояния 1, папример, между объективом и фотографической пластиной, которая жестко 15 связана с миироприводом 2. Задатчик зазора3 конструктивно может быть выполнен аналогично датчооку величины расстояния 1, Величвна стаоилизпруемого расстояния выбирается такой, чтооы экспонирувмая поверхность 20 фотопластины находилась в фокальной плоскости объектива, и устанавливается задатчиком зазора 3. Пневмоэлектропреобразователь 4 представлен в виде пневматического моста, в пзмеритель 1 ной диагонали которого установ лены термоаиеморезоосторы 5 и 6, включенныев электрическую схему измерительного блока 7, Пневмоэлектрическсий преобразователь с измерительным блоком образует блок сравнения пневматических и соответственно элект рических сигналов от датчика величины рас 510693Зд 40 45 5 55 60 стояния и задатчика зазора. О величине этого рассогласования можно судить по первому индикатору 8, Он позволяет проводить настройку, а также судить о точности работы устройства. Второй индикатор 9 позволяет судить о величине нсплоскостностп применяемых фотопластин, величине некомплснарности прп их перемещении. По этому же индикатору можно определять рабочий участок диапазона регулирования и момент выхода нз зоны регулирования, что позволяет предупредить возможность расфокусир овки объектива. Элсктронная следящая система предназначена для перемешсния фотопластииы вдоль оптической оси объектива и содержит пороговый элемент 10 с зо ой нецувствитсльности, два элемента ИЛИ 11 и 12. преобразователь напряжения в частоту 13, выдающий частоту, пропорциональпую модулю сигнала рассогласования от блока сравнения, два ключа 14 и 15, реверсивный счетчик 16 с токовым сумматором (первый выход) и дешифраторами предельных состояний (второй и третий выходы) и усилитель 17.При работе фотоштампа неплоскостность фотографической пла тины, некомпленарность ее перемещения, а также неточная оазировка при установке и другие причины приводят к изменению расстояния между объективом и экспснируемой поверхностью фотопластины. В результате происходит разбаланс пневматического моста, изменяется интенсивность обдува термоанеморезисторов 5 и 6, и на выходе измерительного блока гоявляется электрический сигнал рассогласования соответствующего знака и величины. Зтот сигнал поступает на первый индикатор 8, вход порогового элемента 10 и зход преобразователя напряжения в частоту 13. Если сигнал рассогласования превышает зону нечувствительности порогового элемента 10, то в зависимости от знака рассогласования, па одном из двух его выходов появляется сигнал, который через соответствующую схему ИЛИ 11 или 12 открывает шилову сложения (первый вход) или вычитания (вгорой вход) 1 зеверсивиого счетчика 16, а также соответствующий ключ 14 илп 15, пропускающий импульсы от п 1 зеобразователя напряжения Б частотъ 13 на счетный вход(третий вход) реверсивного счетчика 16. частота заполняющих ревсрсивный счетчик 16 импульсов пропорциональна модулю сигнала рассогласования от измерительного блока 7. Количество импульсов, заполняющих реверсивный счетчик 16, преобразуется токовым сумматором в квантованное по уровшо изменение напряжения, которое подастся через усилитель 17 на микропривод 2 датчика величины расстояния 1. Хикропривод 2 изменяет величину расстояния мсжду объективом и экспоиирусмой поверхностью фотопластины до величины эталонного расстояния, задаваемого задатчиком зазора 3. При этом сигнал рассогласования с измерительного блока 7 с наложенными на него шумами не превышает зону нечувствительности порогового элемента 10, сигналы с выходов которого через схемы ИЛИ 11 и 12 одновременно запирают шины сложения и вычитания реверсивного счетчика 16 и клюци 14 и 15, не пропускающие импульсы заполнения на счетиый вход реверсивного счетчика 16. Если сигнал рассогласования превышает диапазон регулирования устройства, то сигнал одного из дешпфраторов предельных состояний реверсивного счетцика 16 через соответствующую схсю ИЛИ закрывает ключ 14 или 15 и :шину сложения или вы италия реверсивного счетчика. Заполненне реверсивного счетчика 16 прекращается, а микропривод занимает одно из крайних положений. По второму индикатору 9 производится отсчет измеряемой неплоокостности фотопластины.Кроме указанного на примере фокусировки случая стабилизации расстояния, устройство может быть применено для беаконтактного измерения размеров контролируемых деталей при установке их как со стороны датчика величины расстояния 1, так и со стороны задатчика зазора 3 с отсчетом по индикатору 9,Формула изобретенияУстройство для измерения и стабилизации расстояния, содержащее задатчвк зазора и датчик величины расстояния, подключенные к блоку сравнения, выполненному в виде пнезмозлсктричсского преобразователя с измерительным блоком, подсоединенным к первому индикатору, и микропривод, ко входу которого подклюцен вь.ход усилитсля, второй .:ыход которого подключен ко второму индикато 1 эу, отл пч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия )стройстьа, в него введены пороговый элемент, два элемента ИЛИ, преобразователь напряжения в частоту, два ключа и рсверсивный счетчик, первый выход которого подключен ко входу усилителя, второй и третий - к первым входам элементов ИЛИ, вторые входы которых подсоединены к выходам порогового элемента, вход которого подключен к выходу измерительного блока ппевмоэлектропреобразоватсля и ко входу преобразозателя напряжения в частоту, выход которого подсоединен ко входам ключей, ко вторым входам каждого из которых подключен выход элемента ИЛИ, которые подключены к первому и второму входам реверсивного счетчика, к третьему входу которого подсоединены выходы ключей.Корректор Л, Котова Редактор Л. Тюрина Типография, по. Сапунова, 2 Заказ 1125/4 Изд. Мо 1265 Тираж 1029 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5