Устройство для измерения дробной части интерференционной полосы

(51) 4 г,Ь. ций, Повышдостигаетый каналдиненными бра ния и чности изм заабжен чет того, чт оследователь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(72) Г.К.Конопелько, Ю,М.Криницыни Чье Ен Ун(56) Авторское свидетельство СССРйф 1002830, кл . С 01 В 11/00, 1983.Фотоэлектрические преобразователиинформации /под ред, Л,Н.Преснухина. М.: Машиностроение. 1974,с. 178-186.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДРОБНОЙ ЧАСТИ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ ПОЛОСЫ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений,мителем, вход которого соединен с выходом усилителя, и аналого-цифровым преобразователем, а устройство снабжено блохом деления, информационные входы которого соединены с выходами аналого-цифровых преобразователей, блоком вычисления обратных тригонометрических функций и тремя двухвходовыми элементами ИСК,ЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Влияние изменения интенсивности излучения и действияс помех уменьшается вследствие исполь- Ж зования деления входных сигналов с последующим вычислением обратных тригонометрических функций. 1 ил. С:1 О Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений, деформаций и вибрации.Цель изобретения - повьппение 5 точности измерения за счет повьппения числа отсчетных импульсов и эа счет повьппения стабильности при изменении интенсивности излучения и действия помех.На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения дробной части интерференционной полосы.Устройство содержит два канала, каждый иэ которых состоит из последо вательно соединенных фотоприемника 1;1, 1.2, усилителя 2.1, 2.2 и формирователя 3.1, 3.2, выпрямителя 4.1, 4.2 и аналого-цифрового преобразователя 5.1, 5.2, суммирующе-вычи тающий блок б, входы которого соединены с выходами усилителей,2.1 и 2.2, первый 7 и второй 8 блоки формирования сигнала, комбинационную логи 25 ческую схему 9, реверсивный счетчик 10, включенный на выходе схемы 9, первый 11, второй 12 и третий 13 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок 14 деления, информационные входы которого соединены с выходами. аналого-цифро 30 вых преобразователей 5,1 и 5.2, и блок 15 вычисления обратных тригоно -ометрических функций, информационный вход которого подключен к выходу блока 14 деления, а управляющий вход - 35 к выходу третьего элемента 13 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.Устройство работает следующим образом.Фотоприемники 1 расположены в та ких точках интерференционной картины, что их выходные сигналы сдвинуты по фазе на и /2. Усиленные в усилителях 2 сигналы преобразуются формирователями 3 каналов в прямоуголь ные импульсы. Суммирующе-вычитающий блок 6 формирует суммарный и разностный сигналы, которые преобразуются первым 7 и вторым 8 блоками формирования в прямоугольные импульсы, 50 которые поступают на входы комбинационной логической схемы 9, формирующей восемь отсчетных импульсов за один период сигнала с фотоприемников. В зависимости от направления переме щения отсчетные импульсы подаются на суммирующий или вычитающий входы реверсивного счетчика 10, содержимое которого А равно целой части интерференционной полосы.Одновременно сигналы с фотоприемников 1 через выпрямители 4 поступают на входы аналого-цифровых преобразователей 5, Путем деления цифровых кодов модулей входных сигналовв блоке 14 деления определяется тангенс или котангенс от текущей фазывходного сигнала. Управление блоком 14 деления производится такимобразом, что в нем всегда происходитделение меньшего числа на большеес целью устранения переполненияразрядной сетки блока. Сигнал управления блоком 14 деления формируетсяпервым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11,Цифровой код частного с блока 14деления поступает на информационныйвход блока 15 вычисления обратныхтригонометрических функций агс 18 иагсс 18, на выходе которого формируется цифровой код текущей фазы сигналов фотоприемника 1, равный дробной части интерференционной полосы В.Блок 15 вычисления тригонометрических функций управляет так, чтобы изменение вида вычисляемой функцииагсг 8 или агссц происходило в двараза чаще, чем смена делимого наделитель или наоборот в блоке 14деления, что необходимо для того,чтобы текущая фаза сигналов нарастала в промежутках между отсчетнымиимпульсами целой части интерференционной полосы. При изменении направления перемещения изменение вида вычисляемой функции не происходит,что соответствует в данном случаеуменьшению текущей фазы, а следовательно и уменьшению величины абсолютного перемещения. Управляющий сигналдля блока 15 вычисления обратныхтригонометрических функций формиру"ется вторым и третьим элементамиИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и 13.Таким образом величина измеряемого перемещения Ь равнаЬ = А+ В,где А - целая часть интерференционф 1ной полосы равная А9163 - длина волны источника излучения, принимаемого фотоприемниками;В - дробная часть интерференционнойполосы, определяемая в интервалеот О до К/4 или от О доф/.Устройство позволяет измерять перемещение с точностью9: Ъ)6. 2 л фзгде и - разрядность аналого-цифровыхпреобразователей.При этом. описанный алгоритм обработки сигналов, основанный на делении входных сигналов с последующим вычислением функций агсгК и агссг, обеспечивает более высокую стабильность точности измерения дробной части интерференционной полосы при изменении интенсивности излучения на входе фотоприемников, а также при действии помех и наводок на измерительные цепи, по сравнеию с прототипом.Формула изобретенияУстройство для измерения дробной части интерференционной полосы, содержащее два канала, каждый из которых состоит из последовательно соедиенных фотоприемника, усилителя и формирователя, суммирующе-вычитающий блок, входы которого соединены с выходами усилителей каналов, первый и второй блоки формирования сигнала, входы которых соединены с выходами суммирующе-вычитающего блока, комбинационную логическую схему, входы которой подключены к выходам формирователей и блоков формирования сигнала, и реверсивный счетчик, входы 5 которого соединены с выходами комбинационной логической схемы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерений, каждый канал снабжен последовательно соеди ненными выпрямителем,. вход которого соединен с выходом усилителя, и аналого-цифровым преобразователем, а устройство снабжено блоком деления, информационные входы которого 15 соединены с выходами аналого-цифровых преобразователей, блоком вычисления обратных тригонометрических функций агср и агссС, информационный вход которого соединен с выходом 0 блока деления, первым двухвходовымэлементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены к выходам блоков формирования сигнала, а выход - к управляющему входу блока деления, 25 вторым двухвходовым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены к выходам формирователей, и третьим двухвходовым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены к выходам первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход - к управляющему входу блока вьгчисления обратных тригонометрических функций./5 оиэводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 НИИПИ Государственно по делам изобретени 3035, Москва, Ж,раж б 70комитета СССи открытийаушская наб.,