Устройство для измерения перемещений объекта

(57) Ус тельной измерен являетс ройства ретения(61) (21) к измериется для ектов и роиство отехникеря перемещусоверпепо а.с,Р- повьпцен нос спольз ения об(46) ствова 067353 ем устПель изобти изметочи С.В.и В. ик 1 излучелитель 3 ренин. Источ тив 2. свето ия, объек зеркало 4 ения, кот(56 У 1 рмируют д пучка изл рье падают н мьй с контро и отражаются углами. В пефЫ а отражатель лируемым объ от него под языва то ыми 154) МЕЩЕ раз вом пучке луч перед ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изОБретений и ОткРытий АВТОРСКОМУ СВИДЕТ 10673533757808/24-2825.06."8430.01.86. Бюл. Р 4В.А.Абрамов, Н,А. Калганов,узнецов, В.Г,Морозов.Скрипник631.717 (088.8)Авторское свидетельство СССР7353, кл. О 01 В 21/00, 1983.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕИИ ОБЪЕКТА. 11 С 01 В 21/001 основными фотоприемниками 9 и 10 установлены щелевые диафрагмы 7 и 8, Во втором пучке лучей перед дополнительным фотоприемником 12 установлена щелевая диафрагма 11. Сигналы с приемников 9 и 10 поступают на первый блок 14 нахождения разности и в сумматор 15, Сигнал с сумматора 15 пропорционален мощности излучения источника 1. Сигнал с блока 14 пропорционален линейному и угловому перемещению отражателя 5 в плоскости ориентирования диафрагм 7 и 8. Сигнал с Фотоприемника 12 в основном зависит от углового перемещения отражателя 5 в плос 208478кости ориентирования диафрагмы 11.Сигнал со второго блока 17 нахождения разности пропорционален линейному перемещению отражателя 5.Выходной сигнал с блока 19 согласования пропорционален линейному перемещению отражателя 5 и не зависит от мощности источника 1 излучения.Выходной сигнал с блока 23 умножения пропорционален тангенсу угла поворота отражателя 5 и не зависит от мощности источника 1 излучения, Блок 13 поворота диафрагм кинематически связан с диафрагмами и служит для изменения плоскостей их ориентации. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения перемещенийи амплитуды вибраций различныхобъектов и является усовершенс.твованием изобретения по авт.св.9 1067353,Цель изобретения - повышениеточности измерений.На чертеже изображена блок-схемаустройства.Устройство содержит источник 1излучения и установленные по ходусветового луча коллимирующий объектив 2, светоделительный элемент 3, 15зеркало 4, отражатель 5, связываемыйс объектом, фокусирующий объектив б.Коллиирующий объектив 2, отражатель5, связываемый с объектом, и фокусирующий объектив 6 образуют первый 20пучок лучей, а светоделительныйэлемент 3, зеркало 4, отражатель 5второй пучок лучей. Устройство содержит также диафрагмы 7 и 8, установленные в первом пучке лучей передосновными Фотоприемниками 9 и 10,диафрагму 11, установленную во втором пучке лучей перед дополнительнъм фотоприемником 12, блок 13 поворота диафрагм, кинематически связанный с диафрагмами, первый блок 14нахождения разности и сумматор 15,соединенные с выходами Фотоприемников 9 и 10, соединенные последова 2тельно аттенюатор 16, второй блок 17 нахождения разности, блок 18 умножения, блок 19 согласования и индикатор 20;,Функциональный преобразователь 21 соединенный с выходом сумматора 15, соединенные последовательно усилитель 22, блок 23 умножения, блок 24 согласования и индикатор 25; выход усилителя 22 и второй вход второго блока 17 нахождения разности соединены с дополнительным фотоприемником 12, выход функционального преобразователя 21 соединен с вторыми входами блоков 18 и 23 умножения.Устройство работает следующим образом.Пучки света, формируемые источником излучения 1, расширяются коллимирующим объективом 2, отражаются от светоделителя 3, зеркала 4 и направляются на отражатель 5. Отраженные пучки лучей фокусируются Фокусирующим объективом б на поверхности диафрагм 7 и 8, связанных с Фотоприемниками 9 и 10, расположенных таким образом, что при начальном положении отражателя 5 диафрагмы расположены симметрично на линейных участках ветвей изменения интенсивности излучения источника излучения.Сигналы, снимаемые с фотоприемников 9 и 1 О, поступают на входы3 1 первого блока 14 нахождения разности и в сумматор 15. Сигнал с выхода первого блока 14 нахождения разности поступает на аттенюатор 16, где ослабляется в два раза, и далее поступает на первый вход второго блока 17 нахождения разности, на первый вход которого поступает сигнал с выхода фотоприемника 12. Сигнал с выхода второго блока 17 нахождения разности поступает на первый вход блока 18 умножения. Сигнал, снимаемый с выхода сумматора 15, пропорциональный мощности излучения источника 1 излучения, поступает на функциональный преобразователь 21, реализующий обратно пропорциональную зависимость выходного сигнала от входного.Сигнал с выхода функционального преобразователя 21 поступает на второй вход блока 18 умножения, выходной сигнал с которого поступает на блок 19 соглсования, в котором нормируется по амплитуде.Выходной сигнал, формируемый на выходе блока 19 согласования, поступает на индикатор 20. При перемещении отражателя 5 на выходе первого блока 14 нахождения разности формируется сигнал, пропорциональный линейному и угловому перемещению отражателя 5 в плоскости ориентирования диафрагм 7 и Я.Угол К падения на отражатель 5 пучков лучей, которые падают на диафрагмы 7 и 8, много больше угла У падения на отражатель 5 пучков лучей, которые падают на диафрагму 11, связанную с Фотоприемником 12 и расположенную на одной из линейных чаСтей ветвей изменения интенсивности излучения источника 1 излученияБлагодаря малому углусигнал, снимаемый с выхода фотоприемника 12, слабо зависит от линейного перемещения отражателя 5 и зависит от углового перемещения отражателя 5 в плоскости ориентирования диафрагмы. В силу этого после вычитания из сигнала, пропорционального линейным и угловым перемещениям отражателя 5, формируемого на выходе аттенюатора 16, сигнала, пропорционального угловому перемещению отражателя 5 в плоскости ориентирования диафрагмы, Формируемого на выходе фотоприемника 12 вторым блоком 17 на 2084784 5 1 О 15 20 25 30 354045 50 55 Выбор плоскости ориентации диафрагмы осуществляется при помощи блока 13 поворота, связанного с фотоприемниками.В качестве диафрагм могут быть использованы непрозрачные экраны, на плоскости которых выполнена щель с размерами узкой стороны, намного меньшей диаметра светового пятна, широкой стороны, большей диаметра светового пятна, а в качестве фотоприемников могут быть использованы фотодиоды с большой фоточувствительной поверхностью. При этом пятно Фокусируется так, чтобы оно было меньше фоточувствительной поверхности Фотодиодов с установленными на них диафрагмами. хождения разности, на его выходеформируется сигнал, пропорциональный перемещению отражателя 5.Для компенсации погрешности,связанной с мощностью излученияисточника 1 излучения, информационныйсигнал, формируемый на выходе второго блока 17 нахождения разности,умножается блоком 18 умножения насигнал, обратно пропорциональныймощности излучения источника 1 излучения, который формируется на выходе Функционального преобразователя 21. Таким образом, выходной сигнал, формируемый на выходе блока 19согласования, пропорционален линейному перемещению отражателя 5 и независит от мощности излучения источника излучения,Сигнал, снимаемый с выхода Фотоприемника 12, пропорциональный угловому перемещению отражателя 5 вплоскости ориентирования диафрагмы11, усиливается усилителем 22, гденормируется по амплитуде и поступаетна первый вход блока 23 умножения,на второй вход которого поступаетсигнал, обратно пропорциональныймощности излучения источника 1 излучения, Формируемьп: на выходе функционального преобразователя 21.На выходе блока 23 умножения формируется сигнал, пропорциональныйтангенсу угла поворота отражателя 5,независящий от мощности излученияисточника 1 излучения. Выходнойсигнал блока 23 умножения линеаризуется блоком 24 согласования и поступает на индикатор 25.Заказ 248/54 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 0Филиал ППП "Патент" г,Ужгород, ул. Проектная, 4 Использование таких диафрагм позволяет сделать фотоприемники нечувствительными к перемещению светового пятна в плоскости в который диафрагмы ориентированы широкой стороной, и тем самым устранить по-, грешность измерений от колебаний объ-. екта в плоскостях, отличных от контролируемых. Поскольку блок поворота осуществпяет синхронное изменение плоскости ориентации широких сторон щелей диафрагм, в данном устройстве имеется возможность измерения составляющих перемещений контролируемого объекта раздельно в любой плоскости. Формула изобретения Устройство для измерения перемещений объекта по авт,св.,Ф 1 Об 7353, о т л и ч а ю щ в е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снаб" жено тремя диафрагмами, две из которых расположены в первом пучке лучей перед основными фотоприемниками, а третья - во втором пучке лучей перед дополнительным фотоприемником и блоком поворота диафрагм, кинематически связанным с диафрагмами.