Устройство для измерения положения объекта

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 011 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ПИ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТВУ преобразователей, Расширенина измерения достигается зго, что схема обработки изной информации снабжена блменной селекции, первый, втретий входы которого подклответственно к выходу амплидискриминатора, второму ивходам блока управления, блменной привязки, первый ивходы которого подключенывенно к выходу блока време иапазосчет то- еритель 36син,добрянский7(088.8)льство СССР1/26, 1975.ство СССР21/00, 1982МЕРЕНИЯ ПОЛ ком в ции и пятому выходу блока упри вторым счетчиком, вход коподключен к выходу блока врпривязки, а выход соединенвходом регистратора. 1 ил. относится к измериможет быть испольния линейных и угй, например при поонных и растровых торогоеменнойсо вторым Ю ТОРСНОМУ С 8(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЖЕНИЯ ОБЪЕКТА(57) Изобретениетельной технике изовано для измереловых перемещенимощи интерференци(51)4 С 01 В 21/00 орои иючены сот удного етвертому ока вреторойоответстной селекавления5 1 О 5 го 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений различных объектов, например в интерференционных и растровых преобразователях перемещений,Цель изобретения - расширение диапазона измерения за счет введения новых блоков и связей в схему обработки измерительного сигнала.На чертеже изображена блок-схема устройства для измерения положения объекта.Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, блок 2 формирования иэображений световых марок, выполненный, например, в виде многощелевой диафрагмы или интерФерометра, Фотоприемник 3, выполненный па основе прибора с зарядовой связью, амплитудный дискриминатор 4, состоящий из усилителя 5, вход которого подключен к выходу фотоприемника 3, Р-триггера б, Р-вход которого подключен к выходу усилителя 5,блок 7 временной селекции, состоящий из Формирователей 8 и 9, входы которых подключены к выходу Р-триггера 6, логического элемента 10 И, первый вход которого подключен к выходу Формирователя 8, триггера 11, Б и К-входы которого подключены к выходу логического элемента 10 И и выходу формирователя 9, логического элемента 12 И, первый вход которого подключен к выходу триггера 11, формирователя 13, вход которого подключен к выходу триггера 11, триггера 14, К-вход которого подключен к выходу формирователя 13, выход триггера 14 соединен со вторым входом логического элемен" та 12 И, коммутатор 15, состоящий из триггера 16, Е-вход которого подключен к выходу логического элемента 12 И, логического элемента 17 И, первый вход которого подключен к выходу триггера 16, логического элемента 18 И, первый вход которого подключен к выходу логического элемента 12 И, логического элемента 19 ИЛИ, входы которого подключены к выходам логических элементов 17, 18 И, первый счетчик 20, вход которого подключен к выходу логического элемента 19 ИЛИ, регистратор 21, первый вход которого подключен к выходу счетчика 20,блок 22 временной привязки, состоящий из формирователя 23, вход которого подключен к выходу логического элемента 12 И,Р-триггера 24, Р-вход которого подключен к выходу формирователя 23, второй счетчик 25, вход которого подключен к выходу триггера 24, а выход счетчика 25 соединен со вторым входом регистратора 21, блок 26 управления, первый выход которого соединен с фотоприемником 3, второй выход - Б-входом триггера 14, Б-входом триггера 16, установочным входом счетчика 20, третий выход - с С-входом триггера 6, вторым входом логического элемента 17 И, четвертый выход - с вторым входом логического элемента 10 И, пятый выход - с С-входом триггера 24, шестой выход - с вторым входом логического элемента 18 И.Устройство работает следующим образом.Источник 1 света посылает пучки лучей в блок 2 формирования изображений световых марок, связанный с объектом 27.Блок 2 формирования изображений световых марок Формирует две или более световые марки, например, в виде интерференционных полос или изображения растра, проецируемые на Фоточувствительную поверхность фотоприемника 3. При линейном или угловом перемещении объекта 27 происходит перемещение световых марок по поверхности фотоприемника 3.При поступлении управляющих сигналов с блока 26 управления происходит опрос фоточувствительных ячеек фотоприемника 3, на выходе которого формируется выдеосигнал в виде последовательности импульсов; огибающая которых характеризует распределение освещенности в изображении световых марок по поверхности фотоприемника 3.Сигналы, снимаемые с фотоприемника 3, усиливаются усилителем 5, входящим в амплитудный дискриминатор 4, и поступают на Р-вход Р-триггера 6, на С-вход которого поступают синхро" низирующие импульсы с блока 26 управления, частота которых равна частоте опроса фотоприемника 3.На выходе Р-триггера 6 формируют- ся прямоугольные импульсы, ширина которых связана с шириной световых марок, которые поступают на формиро684 3 1260 ватели 8 и 9, входящие в блок 7 временной селекции.Формирователь 8 формирует короткий импульс по переднему фронту входного сигнала, формирователь 9 - по заднему Фронту.Импульсный сигнал, снимаемый с формирователя 8, поступает на первый вход логического элемента 10 И, на второй вход которого поступает стро О бирующий сигнал, начало которого задержало относительно времени начало опроса фотоприемника 3 на величину, превышающую длительность импульса, формируемого формирователем 8. 15Импульс, формируемый формирователем 8 и прошедший логический элемент 10 И, перебрасывает триггер 11 в состояние лог. "1".Импульс, Формируемый формирова телем 9,перебрасывает триггер 11 в состояние лог. 0".При проецировании на Фотоприемник 3 одной или двух световых марок на выходе триггера 11 формируется 25 один или два импульсных сигнала, поступающих на первый вход элемента 12 И и формирователя 13, формирующего короткий импульсный сигнал по заднему фронту импульса, посту- ЗО пающего на его вход.В начале опроса фотоприемника 3 блок 26 управления формирует импульсный сигнал, устанавливающий триггер 14 в состояние лог. "1". При этомЗ сигнал лог, "1" поступает на второй вход логического элемента 12 И.Передний Фронт первого импульсного сигнала, снимаемого с триггера 11, проходит на выход логического эле О мента 12 И.При формировании заднего фронта импульсного сигнала, снимаемого с триггера 11, формирователь 13 формирует короткий импульсныи сигнал, пе ребрасывающий триггер 14 в состояние лог. "0". При этом логический элемент 12 И запирается. Таким образом, на выход логического элемента 12 И проходит только первый импульсный сигнал, снимаемый с триггера 11, и не проходит второй импульсный сигнал, в случае проецирования на фотоприемник 3 двух световых марок.В начале опроса фотоприемника 3 55 блок 26 управления формирует импульсный сигнал, перебрасывающий триггер 16 в состояние лог, "1", открывающий логический элемент 17 И. При этомна выходе логического элемента 17 Иформируется импульсная последовательность с частотой заполняющих импульсов Г которая проходит через логический элемент 19 ИЛИ и подсчитывается счетчиком 20.При формировании переднего фронтасигнала, формируемого логическимэлементом 12 И, триггер 16 перебрасывается, запирает логический элемент17 И. При этом на выходе логическогоэлемента 18 И формируется импульснаяпоследовательность с частотой заполняющих импульсов Г/2, которая проходит через логический элемент 19 ИЛИ,и подсчитывается счетчиком 20.Заполняющие импульсы с частотамиГ и Г/2 формируются блоком 26 управления.Результат, накопленный в счетчике 20 за один цикл опроса фотоприемника 3, индицируется регистратором21 и пропорционален с определенныммасштабным коэффициентом пространственному положению геометрическогоцентра световой марки, полностьюспроецированной на фотоприемник 5,т,е. перемещению объекта 27.На светочувствительные ячейкифотоприемника 5 при перемещенииобъекта 27 может проецироваться одна световая марка, две световые марки, а также часть первой световоймарки и вторая световая марка.При этом сигнал, Формируемый навыходе амплитудного дискриминатора 4,характеризующий пространственное положение части первой световой маркии несущий ложную информацию о ее пространственном положении, не проходитна выход триггера 11, за счет тогочто передний фронт сигнала, формируемого амплитудным, дискриминатором 4,формируется раньше, чем фронт сигнала, поступающего на второй вход логического элемента 10 И с блока управления 26,Второй импульсный сигнал, формируемый триггером 11, в случае проеци рования на фотоприемник 3 двух световых марок не проходит на выход логического элемента 12 И, и таким образом в счетчике 20 не накапливается ложная информация. Подсчет количества световых марок относительно фотоприемника 3 в одномФ 12606 направлении производится блоком 22 временной привязки и счетчиком 25.При формировании переднего фронта сигнала, снимаемого с логического элемента 12 И, входящего в блок 22 временной привязки, формирователь 23 формирует короткий импульс, поступающий на Р-вход триггера 24.При совпадении времени формирования импульса, формируемого формиро О вателем 23 и короткого импульсного сигнала, формируемого блоком 26 управления в процессе опроса фотоприемника 3, триггер 24 перебрасывается в состояние лог. "1", 15При несовпадении времени формирования импульса, формируемого формирователем 23, и короткого импульсного сигнала, формируемого блоком 26 управления, триггер 24 перебрасыва Ои фюется в состояние лог, 0 . Количество переходов триггера 24 из состояния лог, "О" в лог, "1" подсчитывается счетчиком 25 и индицируется регистратором 21. Перед началом измере ния счетчик 25 сбрасывается в исходное нулевое состояние. 35Устройство для измерения положе"ния объекта, содержащее оптическисвязанные источник света, блок форавитель В.Николаевед Л.Олейник Корректор М.Самборская Редактор Н,Горв Т Тираж 670нного комитета СС Заказ одписное ВНИИПИ сударстве СРам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 п 0 роиэводственно-полиграфическое предпрйятие, г.Ужгор Проектная, 4 Таким образом, в регистраторе 21 при перемещении объекта 27 регистарируется величина дискретного и точ" ного перемещения объекта 27.оФормула изобретения 84 Ьмирования изображения, фотоприемник,выполненный на основе прибора с зарядовой связью,блок управления,первый выход которого соединен с управляющим входом фотоприемника, амплитудный дискриминатор, вход которого связан с выходом фотоприемника,коммутатор, первый управляющий ипервый информационный входы которогоподключены соответственно к второмуи третьему входам блока управления,счетчик, вход которого подключен квыходу коммутатора, первый вход которого подключен к счетчику, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения диапазона измерения, оноснабжено блоком временной селекции,первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу амплитудного дискриминатора,второму, четвертому выходам блокауправления, выход блока временнойселекции соединен с вторым управляющим входом коммутатора, блоком временной привязки, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу блока временной селекциии пятому выходу блока управления,дополнительным счетчиком, вход которого подключен к выходу блока временной привязки, а выход соединен с вторым входом регистратора, коммутаторснабжен вторым информационным входом,подключенным к шестому выходу блокауправления, а блок формирования изображения выполнен с возможностью фор"мирования изображения двух или болеесветовых марок.