Измеритель перемещений

/О ДОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ о СССР 1982 ожет чных и етени ствия я напм цикле связанинтермые по изобра- топриемГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Измеритель перемещенийбыть использован для высокотизмерений линейных перемещенличных объектов. Целью изобрявляется повьппение быстродейизмерений за счет определениравления перемещения в каждомодуляции. Оптический блок 1ный с объектом 17, ФормируетФеренционные полосы, сканируфотоприемнику 3 модуляторомжения. Сигнал, снимаемый с Ф ника 3, усиливается усилителем 4.Амплитуды сигналов в крайних положениях сканирования интерФеренционнойполосы запоминаются запоминающимиустройствами 5 и 6, управляемыми блоком 16 синхронизации. Сигнапы с запоминающих устройств складываются ивычитаются блоками 7 и 8 сложения ивычитания, преобразуются в прямоугольные импульсы пороговыми устройствами 9 и 10 и запоминаются в каждом цикле сканирования запоминающимиустройствами 11 и 12, на выходе которых Формируются две последовательности прямоугольных импульсов, сдвинутых один относительно другого на 90 .Последовательности прямоугольных импульсов поступают в блок 13 регистрации, который регистрирует величину инаправление перемещения. 5 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованодля высокоточных измерений линейных перемещений,Цель изобретения - повышение быстродействия измерений за счет определения направления перемещения в каждом цикле модуляции. На фиг.1 представлена функциональная схема измерителя; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов, формируемых блоком синхронизации; на фиг.За - временная диаграмма, поясняющая характер модуляции интерференционной полосы; на фиг.Зб - временная диаграмма сигнала, формируемого на выходе фотоприемника; на фиг.4 - временные диаграммы сигналов, формируемых на выходах блоков сложениязычитания пороговых устройств; на фиг,5 - временные диаграммы сигналов, формируемьх на выходе пороговых устройств и в блоке регистрации.Измеритель содержит оптически связанные оптический блок 1 выполненный в виде интерферометра модулятор 2 изображения, выполненный в виде узкой щели, фотоприемник 3, усилитель 4, вход которого подключен к фотоприемнику 3, первое 5 и второе 6 запоминающие устройства, информационные входы которого подключены к выходу усилителя 4, блоки 7 и 8 сложения и вычитания, входы которых подключены к выходам первого и второго запоминающих устройств, пороговые устройства 9 и 10, входы которых подключены соответственно к выходам блоков 7 и 8 сложения и вычитания, третье 11 и четвертое 12 запоминающие устройства, информационные входы которых подключены соответственно к выходам пороговых устройств 9 и 10, блок 13 регистрации, выполненный в виде логического узла 1 А, входы которого подключены к выходам третьего и четвертого запоминающих устройств, и реверсивного счетчика 15, вход управления и счетный вход которого подключены к выходу логического узла, блок 16 синхронизации, первый выход которо,го соединен с модулятором изображения, второй выход соединен с входом сброса первого 5 и второго 6 запоминающих устройств, третий выхоц соединен с. управляющим входом первого запоминающего устройства 5, четвер тый вьход соединен с управляющимвходом второго запоминающего устройства 6, пятый выход соединен суправляющими входами третьего 11 ичетвертого 12 запоминающих устройств.Измеряется перемещение объекта 17,оптически связанного с интерферометром 1,Измеритель работает следующим об 10 разом. 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Интерференционные полосы, формируемые интерферометром 1, сканируются модулятором 2 изображения в диапазоне меньше половины ширины интерференционной полосы (фиг.За).Модулированный по интенсивности участок излучения преобразуется фотоприемником 3 в электрический сигнал, поступающий на информационные входы первого 5 и второго 6 запоминающих устройств. Модуляция интерференционных полос проводится по закону, близкому к трапецеидальйому. Модулирующее напряжение поступает на модулятор 2 изображения с первого выхода блока 6 синхронизации.В момент времени С (фиг.2) блок 16 синхронизации формирует первый импульс, по которому первое запоминающее устройство 5 запоминает текущее значение электрического сигнала, поступающего с фотоприемника 3 через усилитель 4.В момент времени с (фиг,2) блок 16 синхронизации формирует второй импульс, по которому второе запоминающее устройство 6 запоминает текущее значение электрического сигнала, поступающего с усилителя 4, Блоки 7 и 8 сложения осуществляют сложение и вычитание напряжений, запомненных первым и вторым запоминающими устройствами.При смещении интерференционных полос относительно оси сканирования модулятора. 2 изображения на выходе блоков 7 и 8 сложения и вычитания периодически с частотой сканирования формируются сигналы сдвинутые один относительно другого на четверть периода интерференционных полос, которые преобра.зуются в прямоугольные импульсы порсговыми устройствами 9 и 1 О.В момент времени й (фиг,2) блок 16 синхронизации формйрует третий импульс, по которому третье 11 и четвертое 12 запоминающие устройства за 1245882поминают сигнал, формируемый пороговыми устройствами 9 и 1 О.В момент времени(фиг,2) блок 16 синхронизации формирует четвертый импульс, по которому первое 5 и вто рое 6 запоминающие устройства сбрасываются в исходное нулевое состояние.Таким образом, за счет запоминания и обработки напряжений, формируемых на выходе фотоприемника 3, в мо О менты времени, связанные с крайними положениями элемента сканирования модулятора 2 изображения, на выходе третьего 11 и четвертого 12 запоминающих устройств формируются прямо угольные сигналы, период которых равен периоду интерференционных полос, а взаимный сдвиг на 90 позволяет определить направление перемещения.Сигналы, формируемые на выходе 20 третьего 11 и четвертого 12 запоминающих устройств, поступают на входы логического узла 14, входящего в блок 13 обработки.Логический узел 14 выделяет передние и задние фронтьГ АТ, А 1 сигналы, снимаемого с третьего запоминающего устройства 11 (фиг.5), и определяет направление перемещения путем логических операций. 30Одцомч из направлений перемещения объекта 17 соответствует. сигнал логической "1" при выполнении условияс(012 Л АТ) Ч (012 Л А 1) .Противоположному направлению перемещения соответствует сигнал логической "1" при выполнении условия40(012 Л АТ) Ч (012 Л А 4) .Сигнал направления знака перемещения поступает на знаковый вход реверсивного счетчика 15, на информационный вход которого поступают импульсы, сформированные по переднему и заднему фронтам сигнала, снимаемого с третьего запоминающего устройства 12 с помощью логического узла 14,Использование предлагаемого устройства позволяет повысить быстродействие измерений за счет определения направления перемещения в каждом цикле модуляции.Формула изобретенияИзмеритель перемещений, содержащий оптически связанные оптический блок, модулятор изображения, фото- приемник, блок синхронизации, первый выход которого соединен с модулятором изображения, и блок регистрации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен первым и вторым запоминающими устройствами, информационные входы которых подключены к фотоприемнику, блоками сложения и вычитания, входы которых подключены к выходам первого и второго запоминающих устройств, двумя пороговыйт. устройствами, входы которых подключены соответственно к выходам блоков сложения и вычитания, третьим и четвертым запоминающими устройствами, информационные входы которых подключены соответственно к выходам пороговых устройств, входы блока регистрации соединены с выходами третьего и четвертого запоминающих устройств, блок синхронизации снабжен четырьмя выходами, второй выход блока синхронизации соединен с входом сброса первого и второго запоминающих устройств, третий выход - с управляющим входом первого запоминающего устройства, четвертый выходс управляющим входом второго запоминающего устройства, пятый выход - с управляющими входами третьего и четвертого запоминающих устройств.1г Составитель Т;АйсинТекред М,Ходанич Коррект ор А.Козо ож аказ 398 13 прия о Производственно-полиг Тираж 6 сударствен м изобрете осква, ЖО П ого комитета СССР ий и открытийРаушская наб.,жгород, ул, Проектная,