Устройство для цифрового измерения перемещений

35м/с с фотоэлектрических преобразователей информации, за каждый период на счетчик поступает 4 импульса. Направление перемещения может быть как положитель- . ным, так и отрицательным.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее реверсивный счетчик, блок формирования импульсов сло" 10 жения и вычитания, выходы которого подключены к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика. На входы этого устройства поступают два прямоугольных сигнала, сдвинутые по фазе на 90". Устройство имеет разрешающую способйость, соответствующую 1/4 периода, т.е. за один период входного сигнала на счетчик поступает ,4 импульса.20Недостатком устройства является низкая скорость перемещения измеряемого объекта, которая ограничена быстродействием электронных узлов. Наиболее высокие требования предъявляются 25 к реверсивному счетчику. Например, в лазерном интерферометре в котором используется лазер с длиной волны 3 = 0,63 мкм, разрешающая способность устройства Ь Ь = = 0,079 мкм, 302,4а максимальная скорость перемещения при использовании счетчика с максимальной частотой счета 1 = 10 мГц.Такая скорость недостаточна при исиспользовании лазерного интерферометра для измерения положения объектива в оптическом запоминающем устройстве.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем,45 что в устройство для цифрового измерения перемещений, содержащее блок Формирования импульсов сложения и вычитания и реверсивный счетчик с выходами сложения и вычитания второго разряда и входами сложения и вычитания старших разрядов, введены дифференцирующая цепь, вход которой подключен к первому входу блока формирования импульсов сложения и вычитания,55 частотный селектор, вход которого подключен к выходу дифференцирующейцепи, синхронизируемый Э-триггер, информационный вход которого подключен к выходу частотного селектора, асинхронизирующий вход - к выходу диф-,ференцирующей цепи, синхронизируемыйВЯ-триггер, единичный вход которогоподключен к выходу сложения,- нулевойк выходу вычитания блока формирования .;импульсов сложения и вычитания, асинхронизирующий вход - к нулевомувыходу Р-триггера, два двухвходовыхэлемента И, первые входы которых подключены соответственно к выходамсложения и вычитания блока Формирования импульсов сложения и вычитания,вторые входы - к нулевому выходуЭ-триггера, а выходы - соответственно к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика, два трехвходовых элемента И, первые входы которыхподключены соответственно к единичному и нулевому выходам БВ-триггера,вторые входы - к выходу дифференцнру-ющей цепи, а третьи - входы - к единичному выходу Э-триггера, и двадвухвходовых элемента ИЛИ, первыевходы которых подключены к соответствующим выходам второго разряда реверсивного счетчика, вторые входы - квыходам трехвходовых элементов И, авыходы - к входам сложения и вычитания старших разрядов реверсивногосчетчика.Иа чертеже показана функциональнаясхема устройства.Устройство содержит блок 1 Формирования .импульсов сложения и вычитания, дифференцирующую цепь 2, частотный селектор 3, состоящий из фильтра4 и коипаратора 5, двухвходовые элементы:И 6 и 7, синхронизируемый ВЯтриггер 8, синхронизируемый Э-триггер 9, реверсивный счетчик 10, включающий в себя два мпадших разряда реверсивного счетчика 11, двухвходовыеэлементы ИЛИ 12 и 13 и старшие разряды реверсивного счетчика 14, трехвходовые элементы И 15 и 16, входныешины 17 н 18 устройства,Устройство для цифрового измере, ния перемещений работает следующимобразом. На входные шины 17 и 18 устройства поступают два прямоугольных сигна" ла, сдвинутые по Фазе .в зависимости от направления перемещения на х 90На вход частотного селектора 3 с, выхода дифференцирующей цепи 2 йоступают импульсы с частотой, пропор5 8.752циональной абсолютной величине скорости .перемещения объекта измерения.Устройство работает в двух режи-,мах.Если частота следования импульсов,5а следовательно, и скорость перемещения объекта измерения меньше заданной величины, на выходе компаратора5 логический нуль, поэтому Э-триггер3 установлен в нулевое состояние. Снулевого выхода Э-триггера на входыэлементов И 6 и 7 поступает логическая единица и сигналы с выходов блока 1 формирования импульсов сложенияк вычитания через схемы И 6 и 7 проходят на входы младшего разряда реверсивного счетчика 10. Сигналы пере"носа и заема со второго разряда 11через элементы ИЛИ 12 и 13 поступают 20на входы сложения и вычитания старших разрядов реверсивного счетчика14. Количество разрядов реверсивногосчетчика опредепяется диапазоном пе.ремещения объекта измерения. Сединичого выхода Э-триггера на входы элементов И 15 и 16 поступает логическийнуль, поэтому на выходах этих элементов логические нули. Таким образом,при малых скоростях перемещений первый режим) на реверсивный счетчйк заодин период входного сигнала поступают 4 импульса,Если частота следования импульсовна выходе дифференцирующей цепи 2 равна или больше некоторой заданнойвеличины, на выходе компаратора 5 логическая единица и Э-триггер 9 уста"новлен в единичное состояние. С нулевого выхода Э-триггера на входы эле- фментов И 6 и 7 поступает логический1куль, поэтому сигналы с выходов блока 1461 формирования импульсов сложения и вычитания на входы реверсивного счетчика О не поступают. С единичного выхода Э-триггера на входы схемы И 15 и 16 поступает логическая единица. БЯ-триггер 8 установлен в состояние,определяемое направлением перемещений объекта измерения до момента переключения Э-триггера 9, и задает при больших скоростях направление счета реверсивного счетчика 14,.подавая логическую единицу на соответствуищий элемент И из .15 и 16.Импульсы счета поступает с выхода дифференцирующей цепи 2 через один, из элементов И 15 и 16 и один из элементов ИЛИ 12 и 13 в зависимости от направления перемещения на суммирующий или вычитающий вход реверсивного счетчика 14. Таким образом, при больших скоростях второй режим на реверсивный счетчик за один период входного сигнапа, минуя два младших разряда поступает только один импульс. Момент переключения из одного режима.в другой синхронизируется импульсами, поступающими с выхода дифференцирующей цепи 2 на синхрониэирующий вход Э-триггер 9, поэтому переход из одного режима в другой и обратно будет происходитьпо одному и тому же фронту входного сигнала, что исключает появление ошибок измерения при изменении режима.Применение предлагаемого устройст- ва позволит в 4 раза увеличить допустимую скорость перемещения измеряемого объекта без увеличения быстродействия используемых. электронныхкомпонентов и при сохранении разрешающей способности устройства.875214 едактор Л, Письман Техред Л,Олийнык Коррек Черни одписное открытиям д. 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро Гагарина, 10 Заказ 8042 Тираж 660 ПВНИИПЯ Государственного комитета ло изобретениям и при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб