Устройство для измерения линейных перемещений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН бО С 01 В 21/О инас,Минцения соединены с отоэлектрически ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС ЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Вильнюсский филиал Экспериментального научно-исследовательскогоинститута металлорежущих станков(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 744225, кл. С 01 В 21/00, 1974,(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее дварастровых фотоэлектрических преобразователя, каждый из которых состоитиз оптически связанных источника света, измерительного и индикаторногорастров, фотоприемника, измерительные растры скреплены один с другими,датчик положения и блок переключения, вход которого подключен к датчику положения, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения его быст 801 О 96497 А родейстия, оно снабжено сумматором,входы которого связаны с фотоприемниками фотоэлектрических преобразователей, на один из измерительных растров нанесена маска, длина которойменьше длины измерительного растра,а ширина изменяется в направленииперемещения измерительного растрапо трапецеидальному закону, датчикположения выполнен в виде дополнительного источника света и дополнительного Фотоприемника, оптическисвязанных с маской, выходы блока переключе исвета ф хтелей.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок переключения выполнен в виде дифференциального усилительного каскада, один из входов которого подключен к источнику опорного напряжения, второй вход является входом блока, а выходы дифференциального усилительного кас".када являются выходами блока.Изобретение относитсл к измерительной технике и может быть исполь О Вана для из мер еееил лин ейе 1 ьех пе 1) емещений в рязлпчпых системах, на 17 ри- МЕЕ) В СТЯЕЕКЯХ С ЕЕРОГРЯЕлЕлЕЕЕЫМ УХЦ)ЯБЛЕ -нием,Наиболее близким к изобретенепоявляегся устройства для измерения ли 11 кпеьгх перемещений содержащее два растровых фотоэлектрических преобра. - зователя, каждый из которых состоит иэ оптически связанных источника; света, измерительного и индикаторного растров, сЬОтоприемнеека, измерительные растры скреплены один с друд;Етчик положения и блок переключения, вход которого подключен к ДЕ 1 л лПЕКУ ПОЛожЕНИЯ11 едостатком известного устройства является Огра 111 ечееецое бь)стродействие.Це)ь изобретецил - повьееееение быстродействия устройства.Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения линейных г 1 еремещений, содержащее двя растровьх Фотоэлектрических преобразоватегя, каждый из которых состоит из ОГ 1 ТЕ:лЕЕСКЕЕ СБЯЗЯННЫХ ИСтОЧНИКа Свйта, еЕЗ;"еритс 7 ьцого и индикаторного растров, фотоприсмцеека, измерительные растры скреплены оцин с другим, дат чик пахеожения и блок переключения, Бхов которого подключен к датчику 11 оложенил, снабжено суььлЕЯтором, входы которого с)351 зянь 1 с фато 17 р 11 емникя ми Фотоэлектрическегх преобразователей, ца Один из измерительных раст ОБ нанесена маска, длина которой МЕНЬПЕЕ 11 ЛИЦЫ ИЗМЕРИТЕЛЕлЕЕОГО РЯСтРЯ.я и 11 рпеЕя изменлегсл Б нйпрс 1 влении перемещения измерительного растра па тра 17 ецеидальному закону, датчик голокеция выполнен Б виде дополнительпого источника света и дополнительного Фотоприемника оптически С Вя Э я ННЫХ С 1 лЕЯ СКОЙ БЫХОдЬЕ бЛОК я переклЕочения соединены с источника ми светя Фотоэлектрических преобразователей,11 ричем блок перекнючения выполнен В Виде ДИЕЬСЬеренциального усилите 17 ьного каскада, адин из входов которого подключен к источнику опорного напряжения Второй Вход 51 вляется БХО дом блока, а Выходы делффегееЕциального усилЕп ельного каскада являются выходами блока.11 Я Фиг, 1 представлена Функционяльнал схема предлагаемого устройствя; на Фиг. 2 - Функциональная схема блока переключения; ца фиг 3 гряя)ик изменения Белеечины сигця;Ея, се 11111 аемсго с дополнительного фотоПРИЕМЕ 1 ИКЯ.Устройство содержит истачн 11 ки света 1 и 2, оптически связанные с нимиизмерительные растры 3 и е, скреплен ОеЕьее друг с другом индикятарные растры 5 и 6, фотоприемники 7 и 8, усилители 9 и 10, входы которых подключены к фотоприемникам 7 и 8, суьиаторы 11 и 12, входы которых подключены к выходам усилителеч 9 и 10, дополнительный источник 13 света, оптически связанная с цим маска 1 е, нанесенная ня один из измерительныхрастров дополнительный ЕЬотогЕриемник15, усилитель 16, подключенный входом к дополнительному фотоприемнику15, блок 17 перекгееочееЕия, вход которого подключен к Выходу усилителя16, я выходы соединены с источникями 1 и 2 света блок 18 питания выУходы которого соединены с источниками 1 и 2 света и блокам 17 переклЕо:ееция, Блок 17 Етереключения состоитиз ДЕеффее)енцияльного усилительногокаскада 19 источника 20 опорногонапряженияЗОУстройство работает следующим образом,Источники 1 и 2 света освещают35 растровые сопряжения образованныеизмерительными 3 и е и еендЕекяторными 5 и 6 растрами. При перемещенииизмерительных растров 3 и е относигсльно еендикатае)ньгх, 5 и 6 е 1 Я фото"4 О приемееиках 7 и 8 формируютсл сигналы, поступающие на входы усилителей9 и 10. Ня выходах усилителей 9 и10 ФормируЕотся си)1 усаидвлъееа и касинусоидяльно изменя 1 ощиеся сигналы,45 паступа 1 ощие на БхаДЫ сумматоров 11и 12. Дополнительный источник 13света Формирует световой поток, гЕроходящий через маску 1 е и попадающийця Фотоприемник 15, выходной сигнал50 с которого усиливается усщ 7)етзлем16 и посту 1 еает на БКОД блока 17 17 ереключенияБлок 17 ЕЕе 1 екгпочееЕеея Фиг. 21 упрявляст током питания источников и 2 снега Б зависимости От ВеличиныСЕЕГНЯЛЯЕ ПОСТУПЯЮЩЕЕ"0 НЯ ВХОД Дилф-Ферепцияльного усилительного каскада 19, ня второй вход которого посту 1096497пает опорное напряжение с источника 20 опорного напрякения.При перемещении измерительных растров 3 и 4 величина сигнала, снимаемого с дополнительного сЬотоприемника 15, изменяется от максимального до минимального значений (Фиг. 3), что приводит к переключению источников 1 и 2 света. Переключение источников 1 и 2 света начица о ется при приближении места скрепления измерительных 3 и 4 к индикаторным 5 и 6 растрам, причем вследствие того, что ширина маски изменяется по трапецеидальцому закону, сигнал, 15 формируемый дополнительным Фотоприемником 15, изменяется по линейному закону /фиг. 3,.Линейный закон изменения сигнала на выходе дополнительного Фотоприемника 15 приводит к тому, что общая величина светового потока, формируемого источниками 1 и 2 свете, не изменяется. При этом не изменяется величина сигналов, формируемых на,выходе сумматоров 11 и 12. При прохождении места скрепления измерительных3 ц 4 и индикаторных растров 5 и 6происходит обратное переключениеисточников 1 и 2 света. Таким образом, гн формационные сигналы на выходе сумматоров 11 и 12 не изменяютсвоей амплитуды при перемещениискрепленных измерительных растров 3и 4 относительно индикаторных 5 и 6. Использование устройства позволяет производить измерения линейных перемещений с помощью скрепленных измерительных растров на длине, пре-вьш:ающей длину отдельного измерительного растра, что обсспечивает высокую точность и быстродействие, Экономический эффект от внедрения одного устройства составит приблизительно 5 тыс, руб,1096497 Составител Айсин едактор И, Дерб Корректор Л. Шеньо ехр зь Заказ 3787/2 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Ю (7 Х Тираж 587 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 3035, Москва, Ж, Раушская