Устройство для измерения малых зазоров между двумя поверхностями, одна из которых прозрачная

(51)4 С 01 В ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ кт" ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт повышения квалификации специалистов народного хозяйства ЛитССР.(56) Авторское свидетельство СССР В 954812, кл, С 01 В 11/14, 1981(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ЗАЗОРОВ МЕЖДУ ДВУМЯ ПОВЕРХНОСТЯМИ, ОДНА ИЗ КОТОРЫХ ПРОЗРАЧНАЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и мо жет быть использовано для измерения динамического зазора между магнитной головкой и поверхностью диска внешних запоминающих устройств ЭВМ. Цель изобретения - повьппение точности и быстродействия измерений за счет автоматизации процесса калибровки и измерений. Устройство содержит источник 1 света, оптическую систему, обеспечивающую формирование двух отраженных поверхностями световых потоков с различными длинами волн, фотоэлектрические датчики 6 и 7, регистрирующие интенсивность световых потоков различных длин волн, преобразователь 10, вычислительный блок.18. Регистрируемые значения выходных сигналов фотоэлектрических датчиков 6 и 7 в вычислительном блоке 18 сравниваются с калибровочными значениями и при наличии отклонения их от калибровочных значений на блок 15 управления эле родвигателем поступают сигналы, изменяющие частоту вращения электродвигателя 17. В результате изменяется величина зазора между поверхностями до тех пор, пока максимальные эна- Е чения амплитуд выходных сигналов фотоэлектрических датчиков 6 и 7 не станут равны калибровочным значениям. На этом заканчивается процесс калиб% ровки устройства, .Вычисление мгновенной величины зазора осуществляется вычислительным блоком 18 по величине фюзи выходных сигналов фотоэлектрических датчиков 6 и 7. 2 ил. СЛИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения динамического зазора между магнитной голов кой и поверхностью диска внешних запоминающих устройств ЭВМ.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений за счет автоматизации процесса калибров О ки и измерений.На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг, 2 - график зависимости величин световых потоков от величинызазора.Устройство содержит осветитель - источник 1 света, .светоделители 2 и 3, светофильтры 4 и 5 для пропускания световых потоков определенных частот, фотоэлектрические датчики 6 и 7, прозрачную поверхность - стеклянный диск 8 и непрозрачную поверхность - магнитную головку 9, образующие зазор, аналого-цифровой преобразователь 10, блок управления (БУ) выполненный в виде узла 11 стробирования, узла 12 синхронизации, узла 13 блокировки, переключателя 14 ре;жимов, цифроаналоговый преобразователь 15, блок 16 управления частотой вращения электродвигателя, электродвигатель 17, вычислительный блок 18.Вход блока 16 управления частотой вращения электродвигателя связан с выходом цифроаналогового преобразователя 15, а выход блока 16 - с электродвигателем 17. Первый и второй входы аналого-цифрового преобразователя 10 связаны с 40 Фотоэлектрическими датчиками 6 и 7, а первый и второй выходы - с соответствующими входами вычислительного блока 18, Вход узла 11 стробирования подключен к первому выходу переключателя 14 режимов, второй выход узла 11 - со вторым входом узла 13 блокировки, первый и второй выходы которого связаны с первым входом цифроаналогового преобразователя 15 и с треть- БО им входом аналого-цифрового преобразователя 10, Второй выход переключателя 14 режимов связан со вторым входом узла 12 синхронизации, третий вход которого связан с вычислительным блоком 18, третий выход переключателя 14 режимов подключен к третьему входу узла 13 блокировки, вход переключателя 14 режимов и второй входгде 12о 1о 2 (1 2 величина интенсивности первой интерференционной картины,величина интенсивности второй интерференционной картины,интенсивности интерферирующих лучей,длины волн соответствующихлучей,цифроаналогового преобразователя 15связаны с соответствующими выходамивычислительного блока 18, а выход узла 11 стробирования - со входом вычислительного блока 18,Устройство работает следующим образом,Излучаемый источником 1 света световой поток проходит через первыйсветоделитель 2 и направляется наизмеряемый зазор, образованный поверхностями 8 и 9, Отраженные этимиповерхностями интерферирующие лучипервым светоделителем 2 направляютсяна второй светоделитель 3, которыйнаправляет их в светофильтры 4 и 5,каждый из которых пропускает светопределенной частоты на фотоэлектрические датчики 6 и 7. Сигналы отфотоэлектрических датчиков 6 и 7поступают на аналого-цифровой преобразователь 10.Устройство имеет два рабочих режима; режим диагностической калибровки и режим измерений,Необходимость режима калибровкивызвана изменением чувствительностифотоэлектрических датчиков 6 и 7 втечение времени, что может повлиятьна достоверность информации при измерении зазора между двумя поверхностями 8 и 9, Режим калибровки заключается в калибровке выходных сигналов фотоэлектрических датчиков 6и 7 сигналов, соответствующих световым монохроматическим потокам с длинами волн Л и Л 2 . Калибровка осуществляется по максимальным (А )макси минимальным (А) значениям амплитуд сигналов каждого из Фотоэлектрических датчиков 6 и 7 (т.е. дляи (12 ) фотоэлектрического датчика,макс = А макс АмиО 1для второго фотоэлектрического датчика1Ц(2 т ) макс макс максо 23 13577После калибровки должно бытьВ режиме калибровки сигналь с вы 5 хода фотоэлектрических датчиков 6 и 7 поступают на вход преобразователя 10, который преобразует их в код и посылает их в вычислительный блок 18.Регистрируемые значения выходных сигналов сопоставляются с ранее установленным калибровочным значением, находящимся в вычислительном блоке 18.15При неравенстве текущих значений выходных сигналов калибровочным с выхода вычислительного блока 18 через преобразователь 10 на блок 16 управления частотой вращения электродвигателя поступают сигналы, изменяющие частоту вращения электродвигателя 17, что приводит к изменению величины зазора между поверхностями 8 и 9, Изменение величины зазора бло ком 16 управления производится до тех пор, пока максимальные амплитуды выходных сигналов фотоэлектрических датчиков 6 и 7 не станут равными калибровочному значению, При равенст-ве максимальных амплитуд (2 Вт) блок управления (БУ) переводит вращение стеклянной поверхности 8 в номинальный режим.После осуществления первичной калибровки устройство подготовлено к35 работе и переводится в режим измерений.Во время рабочего режима измерений производятся расчеты мгновенных зна=40 чений величин зазора между двумя поверхностями 8 и 9, которые выдает вычислительный блок 18. Расчеты ведутся согласно системы уравнений1, 4 Н21- (1-соз - Ь);451 г 4 и-- (1-сов - Ь),Ой углом поворота от нескольких градусов до 360 а. Управляющий блок (БУ) принимает и передает в вычислительный блок 18 и пар (например, и = 99) координат, каждая из которых соответствует выходным сигналам фотоэлектрических датчиков б и 7, Выходные сигналы каждого из фотоэлектрических датчиков 6 и 7 сравниваются (фиг. 2) и определяется мгновенная величина зазора.Таким же образом определяются всеостальные ипары координат вычислительным блоком 18, в результате вырабатывается информация о реальном распределении величины зазора между поверхностями 8 и 9 на установленном участке. По полученным значениям величины зазора межно судить о качестве поверхностей 8 и 9, в частности о качестве магнитного диска и магнитной головки, Так как чувствительные элементы устройства, фотоэлектрические датчики могут менять свои параметры, то в таком случае может возникнуть, что1, 1 г)макс(21 ) максО 1 огЭто приводит к ошибочным результатам расчета мгновенных значений зазора. Поэтому для проверки равенства1( ( 1 г(21 )чакс к 21 максперед началом работы или после какого-то промежутка времени работы включается режим калибровки (диагностики) устройства,Автоматически расчетные данныесопоставляются с введенными данными первичной калибровки и если они не отличаются, то устройство переключается на рабочий режим, В противном случае устройство останавливается.После производят процедуру первичной калибровки и устройство опять готово к работе.где Ь - величина зазора. 50Перед вычислением динамически изменяющегося зазора на вращающейся поверхности 8 стеклянного диска при помощи узла 11 стробирования выбирается участок, на котором проводятся измерения.зазора.Съем информации о величине зазора производится как на полном обороте поверхности 8, так и на секторе с Формула изобретения Устройство для измерения малых зазоров между двумя поверхностями, одна из которых прозрачная, содержащее оптически связанные источник света и первый светоделитель, предназначенный для разделения светового потока на два пучка, второй светодели1357710 рректор О.Кравцов Тираж 677 Государственного елам изобретений и Москва, Ж, Раув каэ 5986/3 Подписноемитета СССРткрытийая наб., д. 4/ по 13035Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,тель, установленный по ходу второгосветового пучка и предназначенныйдля разделения его на первый и второй дополнительные световые пучки,первый и второй светофильтры, установленные по ходу первого и второгодополнительных световых пучков соответственно, первый и второй фотоэлектрические датчики, оптически связанные с первым и вторым светофильтрамисоответственно, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышенияточности и быстродействия измеренийдинамически изменяющихся зазоров,оно снабжено аналого-цифровым преобразователем, блоком управления, цифроаналоговым преобразователем, вычислительным блоком, электродвигателем, блоком управления частотой вра-щения электродвигателя, вход которого связан с выходом цифроаналоговогопреобразователя, а выход - с электродвигателем, первый и второй входыаналого-цифрового преобразователясвязаны с первым и вторым фотоэлектрическими датчиками соответственно,Составитель О,НосбРедактор Г.Волкова Техред А.Кравчук первый и второй выходы - с соответствующими входами вычислительногоблока, блок управления выполнен ввиде соединенных последовательно узла стробирования, узла синхронизации и узла блокировки переключателярежимов, вход узла стробированияподключен к первому выходу переключателя режимов, второй выход - к второму входу узла блокировки, первый ивторой выходы которого связаны с первым входом цифроаналогового преобразователя и с третьим входом аналогоцифрового преобразователя, второй выход переключателя режимов связан свторым входом узла синхронизации,третий вход которого связан с вычис"лительным блоком, третий выход переключателя режимбв подключен к третьему входу узла блокировки, вход переключателя режимов и второй вход цифроаналогового преобразователя связаны с соответствующими выхоДами вычислительного блока, а выход узла стробирования - с входом вычислительногоблока.