Устройство для измерения перемещения диффузно отражающей поверхности объекта

1562704 помощью блока 11 вселения переменной и постоянной составляющих. Генератор 15 с помощью привода 8 осуществляет перемещение плоскопараллельной5 пластины 7, периодически осуществляющей изменение длины хода лучей, что приводит к перефокусировке пятна на диффузно отражающей поверхности 21. Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения величнны линейных микроперемещений и амплитуды вибраций участков объектов с диффузно отражающими поверхностями.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет оперативной калибровки коэффициента преобразования устройства.На чертеже приведена Функциональная схема устройства, 25Устройство содержит оптический блок 1, выполненный в виде оптически связанных фотоприемника 2, коллимиру" ющего объектива 3, источника 4 света, коллимирующего объектива 5, фокусиру ющего объектива 6, плоскопараллельной пластины 7, связанной с приводом 8, измерительный блок 9, выполненный в виде усилителя 10, вход которого Подключен к фотоприемнику 2, блока 11 выделенияпеременной и постоянной Составляющих, вход которого подключен к выходу усилителя 10, динамических эапоминающих устройства 12-14, информационный вход динамического запоминающего устройства 12 подключен к Первому выходу, а информационные входы динамических запоминающих устройств 13 и 14 подключены к второму выходу блока 11 выделения переменной и постоянной составляющих, генератора 15, выход которого соединен с приводом 8 и управляющим входом динамического запоминающего устройства 14 и инвертора 16, вход которого подключен к генератору 15, выход инвертора 16 соединен с управляющими входами динамических запоминающих устройств 12 и 13, блока 17 вычитания, входы которого подключены к выходам динамических запоминающих устройств 13 и55 14, источника 18 опорного напряжения, блока 19 сравнения, входы которого подключены к источнику 18 опорного Динамически запоминаюшие устройства12-14 с помощью генератора 15 и инвертора 16 осуществляют синхроннуюобработку сигнала. Калибровочный сигнал выделяется блоком 17 вычитания ис помощью блоков 18-20 изменяет интенсивность излучения источника 4 света. 1 ил,напряжения и выходу блока 17 вычитания, блока 20 питания, вход и выходкоторого подключены соответственнок выходу блока 19 сравнения и источнику 4 света.Контролируют перемещение диффузноотражающей поверхности 21, совпадающее с направлением оптической осиоптического блока 1, и амплитуду ееколебаний,Устройство работает следующим образом.Пучок света от источника 4 света,проходя через коллимирующий объектив5 и фокусирующий объектив 6, образует на измеряемой поверхности 21 световое пятно. Коллимирующий объектив5 позволяет обеспечить фокусировкусветового пятна вблизи фокальнойплоскости фокусирующего объектива 6,Если измеряемая поверхность 21 находится вблизи этой плоскости, то фокусирующий объектив 6 формирует из диффузно отраженного измеряемой поверх-ностью 21 света близкий к параллельному пучок, который направляется через коллимирующий объектив 3 на фото приемник 2 Изменение положения измеряемой поверхности 21 на оптической оси приводит к изменению угласхождения светового пучка регистрируемого излучения между объективами6 и 3 и, следовательно, к изменениювеличины падающего на фотоприемник2 светового потока. Пропорциональноэтому изменению меняется также иэлектрический сигнал на выходе фотоприемника 2. Дополнительный коллимирующий объектив 3 позволяет оптически связать фотоприемник 2 с фокусиру,ющим объективом 6 и повысить чувствительность измерения благодаряболее полному использованию регистрируемого светового потока.Электрический сигнал от фотоприемника 2 попадает в измерительный блок627046участка гтоверхцости 21, а ца выходе динамического запоминающего ус. гройс гва 12 - с величиной амплитуды вибраций того же участка.5Использование устроиства позволя 10 15 20 5 15 9, где усиливае гся усилителем 10, и подается на блок 11 выделения переменной и постоянной составляющих сигнала, с которого продетектированная переменная составляющая сигнала подается на информационный вход динамического запоминающего устройства 12, а постоянная составляющая сигнала - на информационные входы динамических запоминающих устройств 13 и 14.Оптический калибр представляет собой прозрачную для излучения источника 4 света плоскопараллельцую пластину 7, расположенную таким образом, что в исходном состоянии оца исключена из оптической схемы устройства, а при подаче на привод 8 управляющего импульса от генератора 15 устанавливается на оптическую ось между излучателем 4 и коллимирующим объективом 5. При этом изменяется положение фокусировки светового пятна на поверхности 21, что эквивалентно смещению поверхности 21 на известную величину и, соответственно, заданному изменению выходного сигнала, снимаемого с фотоприемника 2.Управляющий импульс с генератора 15 подается также ца управляющие входы динамических запоминающих устройств 12-14, причем на динамические запоминающие устройства 12 и 13 через инвертор 16. Это приводит к тому, что на время действия оптического калибра динамические запоминающие устройства 12 и 13 переключаются в режим хранения переменной и постоянной составляющих сигнала, динамическое запоминающее устройство 14 в режим записи измененной на калиброванную величину постоянной составляющей сигнала. В блоке 17 вычитания выделяется разностный сигнал, поступающий с динамических запоминающих устройств 13 и 14, и сравнивается с опорным напряжением источника 18 опорного напряжения в блоке 19 сравнения. Если разность отличается от опорного напряжения, то с блока 19 сравнения на блок 20 питания подается управляющий сигнал, изменяющий напряжение питания источника 4 света, Такая калибровка осуществляется кратковременно и позволяет вести процесс измерения непрерывно.Сигнал на выходе динамического запоминающего устройства 13 связан с величиной перемещения измеряемого 25 ЗО 35 40 45 50 55 ет повысить точность измерения засчет оперативной калибровки коэффициента преобразования. Формула изобретенияУстройство для измерения перемещения диффузцо отражающей поверхности объекта, содержащее оптически связанные источник света, фокусирующий объектив,. Фотоприемцик, измерительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет оперативной калибровки коэффициента преобразования устройства, оно снабжено первым коллимирующим объективом, установленным между источником света и фокусирующим объекгивом, диаметр зрачка коллимирующего объектива меньше диаметра зрачка фокусирующего объектива, источниксвета расположен в фокальной плоскости первого коллимирующего объектива,вторым коллимирующим объективом, установленным между Фотоприемником иисточником света, диаметр зрачка второго коллимирующего объектива равенили больше диаметра зрачка фокусирующего объектива, фотоприемнцк установлен в фокальцой плоскости второгоколлимирующего объектива, фотоприемник, второй коллимирующий объектив,источник света, первый коллимирующийобъектив, Фокусирующнй объектив расположены на одной оптической оси, приволом, плоскопараллельной пластиной,связанной с приводом, имеющей возможность периодической установки междуисточником света ц первым коллимирующим объективам, измерительный блоквыполнен в виде блока вЫцеления переменной и постоянной составляющих,вход которого связан с фотоприемником, трех динамических запоминающихустройств, информационный вход первого динамического запоминающего устройства подключен к первому выходу,а информационные входы второго и третьего динамических запоминающих устройств - к второму выходу блока выделения перемеццоц и постоянной составляющих, гецера гора, выход которогосоединен с приводом и управляющимвходом третьего цццамическогО запо15 б 2704 Составитель Т;АйсинТехред И. Ходанич Корректор Н.Ревская Редактор С.Пекарь Подписное Тираж 483 Заказ 1055 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 7минающего устройства, инвертора, вход которого подключен к генератору, выход инвертора соединен с управляющими Входами первого и второго динамичес 5 ких запоминающих устройств, выходы которых являются выходами измерительного блока, блока вычитания, входы которого подключены к выходамвторого и третьего запоминающих устройств,источника опорного напряжения, блокасравнения, входы которого подключенык источнику опорного напряжения ивыходу блока вычитания, выход блокавычитания связан с источникам света,