Устройство для измерения перемещений

с нчцки НИ ель- овыктричета. ьный сни ГОСУДАРСТБЕННЬЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРБТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измериной технике. Цель изобретения - пшение быстродействия измерений заисключения операций демодуляции злеческого сигнала в системе грубого отсИсточниксвета освещает измерители индикаторный растры 3,4. Сигналы,маемые с фотоприемников 7,8, усилива усилителями 9, О цременного тока, формируются блокомформирования импульсов. Величина грубого перемецения измерителиого растра 3 подсчитывается реверсивным счетчиком2 и фиксируется блоком 16 индикации. Под действием сигналов, формируемых генератором 15, блок 5 сканирования перс мещает индикаторный растр 4 относительно среднего положенич. Фаза сигнала, снимаемого с усилителя 10 переменного тока, преобразуется в код блоком3 измерения фазы и далее в постоянное наи 15 иес цфроас.а,осВым и)еоб)азовае..с. 14. Постояое напр 5 ж.с., фо).")чсмое ифроанали оным преооразователем 4, с помощью олока 6 сменения перемещает индикаторный растр 4 в положение, при котором :розрачные и непрозрачные Я участки змеритсльного и индикаторноо растров 3,4 совпа с;ют. Величина точного перемещсния измерителсип го растра 4 фиксируется блоком 6 индикации. 4 ил.11Изобретение относится к измерительнойтехнике и может быть использовано в уст:,ройствах для измерения точных переме.щений различных объектов, построенныхна основе растрового преобразователя илиинтерферометра.Цель изобретения - повышение быстродействия измерений за счет искпюченияопераций демодуляции электрического сигнала в системе отсчета трубок.На фиг. 1 представлена функциональнаясхема устройства; на фиг. 2 - функциональные схемы блока измерения фазы и части устройства; на фнг. 3функ. циональная схема блока формированиясчетных импульсов; на фиг. 4 - временныедиаграммы сигналов, формируемых на выходах отдельных узлов устройства в режимеслежения.Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, блок 2 формирования интерференционных или муаровых полос, выполненный в виде измерительногорастра 3, индикаторного растра 4, блоки5 и 6 сканирования и смешения, кинематически связанные с блоком 2 формированияинтер ференцио нных или муаровых полос,фотоприемники 7 и 8, оптически связанные с измерительным и индикаторньмрастрами 3 и 4, усилители 9 и 10 переменного тока, входы которых подключены кфотоприемникам 7 и 8, блок 11 формирования импульсов, входы которого подключенык выходам усилителей 9 и 10 переменноготока, реверсивный счетчик 12, входы которого подключены к выходам блока 11 формирования импульсов, блок 13 измерения фазы,первый вход которого подключен к выходуусилителя 10 переменного тока, цифро аналоговый преобразователь 14, вход которогоподключен к выходу блока 13 измеренияфазы, генератор 15, выход которого соединен с вторым входом блока3 измерения фазы, блок, 16 индикации, входы которого подключены к выходу реверсивногосчетчика 12 и выходу блока 13 измеренияфазы,Блок 13 измерения фазы выполнен в видедемодулятора 17, входы которого подклюцены к выходу усилителя 10 переменноготока и генератору 5, фильтра 18 нижних частот, вход которого подключен квыходу демодулятора 17, нуль-органов 19 и 20, входы которых подключенык выходу фильтра 18 нижних частот, управляемых генераторов 21 и 22, вхоль которыхподключены к.выходам нуль-органов 19 и 20,реверсивного счетчика 23, входы которогоподключены к выходам управляемых генераторов 21 и 22.Блоки 5 и 6 сканирования и смещениявыполнены в виде сканатора 24, содержащего магнитную систему 25, в кольцевойзазор которой помещены катушки 26 и 27,каркасы которых закреплены па упругомэлементе 28, механически связанным с ип 422002 50 55 дикаторпым растром 4, кату,пки 26 и 27 соединены с выходом генератора 15 и пифро аналогового преобразователя 14.Блок 11 формирования импульсов выполнен в виде нуль-органов 29 и 30, входы которых подключены к выходам усилителеи 9 и 10 переменного тока, ингертора 31, вход которого подключен к выходу нуль- органа 29, формирователей 32 и 33, входы которых подключены соответственно к выходу инвертора 31 и нуль-органа 29 элементов И 34 и 35, первые входь которых подключены к выходам формирователей 32 и 33, вторые входы элементов И 34 и 35 подключены к выходу нуль-органа 30, выходы элементов И 34 и 35 соединены с входами реверсивного счетчика 2.Устройство работает следуюгцим ооразом.Источник 1 света формирует параллельные пучки лучей, направляемые на измерительный и индикаторный растры 3 и 4, входящие в блок 2 формирования интерференционных или муаровь 1 х полос.Индикаторный растр 4 совершает колебательные движения относительно измерительного растра 3 с амплитудой, не превышающей периода растра.Колебательные движени я придаются индикаторному растру 4 с помощью блока 5 сканирования.Г 1 ри перемещении измерительного растра 3 относительно индикаторного растра 4 на выходе фотоприемников 7 и 8 формируются сигналы, сдвинутые друг относительно лруга на 90. Сигналы, снимаемые с фотоприемников 7 и 8, усиливаются усилителями 9 и 10 переменного тока и поступают на входы нчль-органов 29 и 30. входящих в блок 1 формирования импульсов.На выходе нуль-органов 29 и 30 формируются прямоугольные сигналы, олин из которых инвертируется инвертором 31. Формирователи 32 и 33 формируюг короткие импульсы при поступлении на их входы прямоугольных сигналов с вь 1 хода инвертора 31 и нуль-органа 29. Короткие импульсы, сформированные формирователями 32 и 33, поступают на первые входы элементов И 34 и 35, на вторые входы которых поступают прямоугольные сигналы с выхола нуль-органа 30.На выходе элемента И 34 или И 35 в зависимости от направления перемещения измерительного растра 3 формируются импульсы, поступающие па входы реверсивного счетчика 12. Величина грубого переме:цепия измерительного растра 3 в виде параллельного кола фиксируется блоком 16шоикации.Генератор 15 формируеп сигнал. постхпакхций в катушку 26, входягцую в сканагор 24. П)и взаимодействии постоянного и псременного ла. пп, ных полек, созлавае мых магнитной систепои 25 н катушкой 26, упэу гии элемент 28 сове)ппа; г колеоатель.ные движения, передаваемые индикаторному растру 4.Промодулированный электрицеский сигнал, снимаемый с усилителя 1 О переменного тока поступает на демодулятор 17. Сигнал с выхода демодулятора 17 сглаживается фильтром 18 нижних цастот и поступает на входы цуль-органов 9 и 20, на выходе одного из которых в зависимости от направления смещения измерительного растра 3, относительно индикаторного растра 4, формируется постоянное напряжение, запускаю 1 цее управляемый генератор 21 или 22. Си(П 1 ал, формируемые генератором 21 15 или 22, поступают ца входы суммирования или вычитания реверсивного счетцика 23, выходной код которого преобразуется цифроаналоговым преобразователем 14 в постоянное напряжение, поступающее на катушку2 С 27 сканатора 24.Под действием постоянного магнитного поля, создаваемого катушкой 27, упругий элемент 28 перемещает индикаторный растр 4 в положение, при котором прозрачные и непрозрачные участки индикаторного и из мерительного растров 4 и 3 совмещаются друг относительно друга.Величина точного перемещения измерительного растра 3 в виде параллельного кода, накопленного в реверсивном счетчике 23, фиксируется блоком 16 индикации.1(Позьзов 11 цие устройства позволяет повысить быстродействие измерений за сцет исклк)цения Опера(ии демОдуляции электри. цеского сигнала В системе грубого отсцета.Фар.ула азойет( нпчУстроство для измереция перемещений, содержащее оптически связанные источник света, блок формирования интерференционцы или )1 Яровых п 0,10 с, дВя Фото)риемника, два усилителя переменного тока, входы которых подключены к фотоприемникам, блок формирования с етц 1.х импульсов, реверсивцый летчик, Вход которого подключен к выходу блока формирования сцетных импульсов, блок измерения фазы, генератор, блок сканирования, вход которого подклюцен к генератору, Выход блока сканирования кипе)1 ятически сВязян с пер. В ы м и р а Вл я к) и (и ) В х Одо 1 О,1 0 к я ф 0 р м и ро - ВЯНИЯ ИЦТЕРфсРЕН 1 ЩОЦЦЫХ И,1 И МЯРОВЫ полос, от.)ичаюи,есг;1 тем, Иго, с целью повышения быстродействия измерений, Оно снабжено цифроаналоговым преобразоВателем, вход которого подклОцен к выходу блока измерения фазы, блоком смещения, ВХОТ 1 СОТОРОГО ЦОЛКЛКПЦСЦ К ВЫХОД) ЦцфРО- аналогового прсоразователя, выход блока смегцения кицематицескц связан с вторым управляющим Входом олока формирования интерферецциоццых илц муаровых полос, выходы усилителей переменного тока соединены с входами блока формирования счс) цывх им пульсов, первый Вход блока 1 З)1 С)СЦ И и ф(1.1 Ы 11 О,11,1 Ю 1(.Ц К ВЫ ХО,1 ВТОО 0Сц,1 ПТЕ,1 Я ПСРС)СИ ЦО 0 ТОК(1, с ВТОРОЙ вход олока измерения фазы подключен к г(нсрагору.142002 Ьо Составители Т. ЛйсинГехрсд И. Верее Корректор С. Черни Тиран. 680 Подписное за Уу Редактор В. БугренковаЗаказ 4415/37ВНИИГ 1 И Государственного ко13035, Москва,Производственно-полиграфия митета Ж - 35 ское пре ССР по делам изобретений и открытий Раушская наб., д. 4/5дприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4