Устройство для измерения перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИ 1СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИК 191 (И 1 С О 1 В 21/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОМУ СВИ ПЬСТВУ 6 хииеееликой ок еск очюИ.Вдюрхн,аевскГ тел ьстн 000 Р В 11/00, 1987, НЗ , 1 НИЧ 1 ГРЯ осит и технике, 11.ль ил,ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРИТИЯМПРИ П(НТ СССР(71) Киевский политстигут им. 50-л тябрьскай соу ции(57) Изобретение отрольно-измерительно изобретения - поныление точностиза счет уменьезия влияния посторонних засветок и зкранировдиия излучателей. Устройство состоит иэ излучателя 1, установленного на неполвимном основании, излучателей 2, 3, 4 и5, прелназначеных лля установки наконтрогируемьц объект, сканирующегозеркала 6, отоприемника 11, строоируемого компаратора 12, измерителя14 време ииьх тернлов, коммутатора 16 и логического анализатора 17.1 ри маскировании излучателей 2 или3 по сигналу с второго яхола измерителя 14 ироисхопит отключение коммутатором 16 излуфателей 2 и 3 инкю егие излуцателе 1 4 и 5. 330 Изобретение относится к коцярошьно-измерительной технике и можетбыть использовано для контроля деформаций при статических испытанияхобъекта,Цель изобретения - повьппение точности за счет уменьшения влияния посторонних засветок и экранированияизлучателей. 1 ОНа Фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, нафиг.2 и 3 - временные диаграммы сигналов блоков устройства.Устройство состоит из оптического 15и электронного трактов. Оптическийтракт состоит из опорного излучателя 1, установленного на неподвижномосновании, двух основных излучателей2 и 3, предназначенц ж для установкина подвижном объекте на заданномвдоль направления измеряемых перемещений расстояния г друг от друга,двух вспомогательных излучателей 4и 5, установленных ца расстоянии г 25друг от друга вдоль этого же направления, расположенных по ходу излучения зеркала 6 с приводом 7 вращения,образующих сканирующий элемент, объектива 8, оптическая ось которогоперпендикулярна оси вращения зеркала 6, диафрагмы 9 с вспомогательнойи рабочей щелями, линзы 1 О и Фотоприемника 11.Электроцньп тракт состоит из стробируемого компаратора 12 и двухпорогового дискриминатора 13, входыкоторьж подключены к выходу Фотоприемника 11, измерителя 14 временныхинтервалов, вход которого соединен с 40вьжодом стробируемого компаратора 12,вычислительного блока 15, вход которого соединен с первым выходом измерителя 14, коммутатора 16, счетиьпвход которого соединен с вторым выходом измерителя 14 временных ицтервалов, логического анализатора 17 игенератора 18, выходы которых соединены с выходом двухпорогового дискриминатора 13, буферного блока 19, входы50которого подключены к выходам генератора 18, Формироателя 20 строба,первые два входа которого подключены к выходаи буферного блока 19, авыход подключен к входу управлениястробируемого компаратора 12, к ходам стробировация двухпорогового дискриминатора 13 и коммутатора 16, триггера 21, блока,22 сброса, порогового блока 23, вход которого соединен с вторыи выходом буферного блока,19, а выход подключен к входу сброса триггера 21. Логический анализатор 17 имеет три выхода, Первый выход логического анализатора подключен к входу управления формирователя 20 строба, второй выход соединен с входом установки триггера 21, выход которого подключен к входу блока 22 сброса, третий вьмод логического анализатора .17 соединен с входом управления генератора 18. Два вьжода блока 22 сброса подключены параллельно буферному блоку 19 к выходам генератора 18. Два выхода литания коммутатора 16 подключены соотетственно к входам излучателей 2, 3 и 4, 5, третий выход питания коммутатора подключен к излучателю 1, информационный вьмод коммутатора подключен к вычислительному блоку 15.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии коммутатора 16 включены излучатели 2 ц 3. Прц этом цд четвертом выходе коммутатора 16 устацолец цифровой сигнал, соответствующий логической единице. Излучатель 1 вк:тючец постоянцо независимо от состояния коммутатора 16. Излучение клю квенных излучателей 1-3 попадает на зеркало 6, которое направляет его через объектив 8, диафрагму 9 и линзу 10 на фотоприемццк 11. При вращении зеркала 6 иэлучецце излучателей 1-3 поочередно .попадает во входной зрачок объектива, прц этом на щелево". диафрагме 9 сначала цд вспомогательной, а затем ц ца основной щели, появляются изображения излучателей 1-3. В результате ца ыходе Фотоприемника 11 Формируется пара электрических импульсо от каждого включенного излучателя (сигнал Ц на Фиг.2). Первый по времени цмпуллс лары является вспомогательным импульсом, поскольку Формируется при сканировании иэображения излучателя через вспомогательную щель. Второй импульс каждой пары является основным. Центры основных импульсо соответствуют моментам времени г, С и с . Предварительно при юстировке ц настройке излучателей 1-3 добиваются, чтобы амплитуда напряжения вспомогательных импульсов находилась в интервале значений Ип, 1. При этом если ра 1627835бота излучлтечей 1-3 це стробируется, то амплитуда осцовцых импульсов будет равнл дмп)птуде вспомоглтельных импульсов, что поклзлцо нтриховой линией цл Лиг. В исхлдцгм сос - тоянии стробируемий ко)пярлтор 12 закрыт, л двухпороговый гпскримицлтор 13 открыт. По уровню 11 ллиц пспомогательцого импу.и,сл сигцлпл д и,выходе двухпорогопого дискри.цд)орд 13 формируется ИИФровой сигцдл Ллительность зтого сигцд:)д проперяется в лошшеском дцлпизлторе 17 на соответствие рлцее злдлццому аппдратцым путемре 6)плшпа. Передний кроит сигцлллзлгускг логический лцл:Излтор 17. )Пнут); лш:и )лтора 17 соотпетсгпует цлчлпу цпкгл аиаЛИЗЯ ВХОДНОГО СИГЦДЛЛ, ДсцТЕЛ- цость 1 ик.1 л ) ц. 11 срег и 11 )рРП ГРм СИГЦалдУСТЛЦЛШШВЛ(чгс ШСОКИй активцый уровець сигцл;л О цл третьем выходе пог)пе(.кого лп ) пп )л горл 17. Сигнал К , поступли цл вход упрлплеция геперлторд 18, рл )р ( т )ормировлние треу)опьцых имиу(ГопПри наличии цл вхо:е гецерлторл 18 лк)и- и О Г о с и 1 ц л:1 с ( Г Р ) 1 е Р с 11 и 1 51 ц л 1 Р 51е ц ) 1 треугольной орПунеотп; Пя по двум выхо;лм гецерлРрл 18, Пл ДсЦНЬХ ВЫХР;ЛХ НЛИЦЛт РР 111)Рвдт Ь СЯ ИаРЛСтЛЮЩЛЯ ЧДСтЬ ГИГЛЛРВ с заДдццой скоРост)сю Е, Г . 11) и Р- вом в),(ходе лцлпиздторл 17 )Рр)5 руе - СЯ СИГЦЛЛ УПРсПЕЕНИЯ Ж ЛПРЕ)нсЮГЦ 1) в течение д:штельцости ик:1;) лцлпиза ТЛ 1)ормироп(Ние стро 6 л упрлвлеция р цл вьхо;е )Ррхр;)Лтспя 20, Е.Сли пиррово Гигцлл (1 предстдплиет из себя одицочцый импу;1 ьс с;шТР:ьцостью с ) больней злддцц й уГпт(яв НОС ГИ . л),И МЕЦЬПЕй, ЧЕМЛИЛЛЯ/сумма длител Посте сц + Ь то с МОМЕЕТсз ОКОЦЧЛЦИЯ СИГЦДЛаЦЛ ВЫХО- дах гецеряторл 18 цлчиетси геиерация сигналов, сплдлюгпх с зддлццыми скоростями 8и С 8,1 . При достижении н: пряжециями 2 и ф порогов срабатывания Аормировдтеля О стробя нл выходе Мрмировдтели 20 возбуждаются передний и задний кроит, строба управления Р . Параметры 3 ипри выбранном зцдчецш угла г(, задаются тлк, цтобы строб Я перекрывал основной импульс выходиого сигнала Фотоприемника 11. При рлвцомерной скорости вращеция зеркала 6, за-, данной веприне вспомогательной щели105го 30405055 личивлет 1 ц)ц ппцот), клждого з изпУчс 1 теп(1 1 3 ици)ЕИПРРП) ццых Р 1 п Р . Предвдрит(.п По при цлстройке и )луч- гелей 1 -д би);цпгси тлкой лмп;итуды рябоего пмпупьгл, чг бы Р)гл пр пншдлд НОР)гош 1 УРРП( ц), 1 г" Р)(1 - ру мого комплр;горл 12. 11;)пряж пгОК .сд)(.ТС 5 ТЛК, Ч 1 с 1,1 11 ) )с 11 П 1 П;) ПРРОСХРПИП; МЛКИМЛ;ЬЦ)( ( ;11 , Ц - прижецие 5 цухцоро Рпог);и ьрпв горд 13 П . Тдк)( гооПо)п цпела к(Обеспечи; рИро 5 ци( и)роп)х импульсоц цл выход( строГ)пру м)го комплрдторл 12 то 1 ко Р предцлри Г): - цо сог 5 Лсоп(Них ио могшости, рл)мердм и упрлпляемых истчшкоц 1-3 ИПЕ)учеции. Тг же постороцие изпучлтеги или источцики освенеиии, отклики 1;оторых также соответс пуют цлпере; ЗсЧГсзц)ЫМ сЗМПИТУД 1 ЬМ ) ПРО).(.1)11)М требовдциим, це смогут поз 6 упть ди)- ровых импульсов , поскольку дмплитУДа СОРТ)ЕТСТП.сЛЕГО ИМ ОСЦОПЦОГГ импульса остается и интервале (Пл ) "л(акоПрогесс 1, происходяЕие в устройстве при анализе сигиллд с фотоприемника 11 при маскировдиии одного из излучателей 2 или 3, поклзлцы ца Лиг.3. Передние Ароиты .ыходного сигнала г)вухпорогового дискриминатора 13 а перезапусклют логический анализатор 17 через иитерцллы времени , и с, длительностьЛ л и рд)мере изобрл ецц из.)у лт"я Гр)- НИЧНЫЕ ЗЦЧ(ЦИЯ ПИ УП)Ц / М)ДНО.)11 с)ЧР ПР(ДЕЯЮ(51 (1)ЕЗМакоц)ирицы иепрозрлчцог) примеукл )(, - ду нелями )еиаАрлгм)1Увелие)п( ипи умецьнеие дли - тепьности сигцлпл О, коориг мо жет прцГхо)Ить при пере: оде от ОднОГО прогмотрд пг)п 51 РГ)зорл кдругому, приведет и предллглемом устройстве к пропорииоцлпьцому измецецию клк задержки момецтд пояцпеция стро 6 Л В , тдк и; цт(.пьцости самого строГ Р . Это Рзцл лет, что при Ьормироцдции строба упрлвпешя огспежПл тся дрйА скороеи црл - ПЕНИЯ ЗЕРКЛПЛ ) П ПРЕЕ(ПЛХ С Ц " С ВУ)с)1 Х ДРПУГТПХ )1:)МС)Ц ДШ- тельцости си Н 11 Л . ПР(т ицлв.(о упр;Пп ции ГТПРГ)1 р м )ГР комп; )- рлторд 12, гтро 6 С открыл)лР г ко)плрлтор 12 цл время своей дгп г п),)Ри.Это же сзр)6 6 окиру т р;6:упорогового пи(.крщ 1 П;тор( 1 1 и)с.(3(ДК)3 СЯ. Д (Ет 1) с:.: 1(я С 1 СТС.11; ОорИ)сдт 35 ( . .0"10(11:1 СР 31 И) ПС(РЕ 1 ЕГппцй, :с:и ; и с л . (,.ю:(с м Пк,е с) д)шроваПя г( .Обло д (и огин из излучателей ч и 5 цс дссируется) ца выхде 1 омпдр,тйр12 Ор 3 руются три ииА- рох 1 гл сд, ПО которым определяюто:и )(е(е злу (ателей 4 и 5 У 1 т(1:)П гОтт ИХ СМЕГЕЦИЕ ОТЦО- с) г-1 (3)"),теле 2 и 3.0 1)( у дз с) 6 р е г е ц и я ус г;)0 ст 0;ля измереия перемеЩЕ:Цй, СО;(Р;(ЛПЕЕ тРИ ИЗЛ)1 ТЕЛЯ,ПЕР)ЧП;КОтОРХ УСтЛЦОВЛЕН НЛ ЦЕпо;пи цОс.цовлции, л вторс й и тре 3 цй ПРЕ,ЦЛЗЦачЕЦЫ ДЯ УСтЛЦОВКИ ЦЗ коцтролируемом объекте вдоль цлправ,ешя измеряеьгх перемеп(еций, рлсго:10)енгые по ходу изгучения от излу ате.ей склцируюгпй )лемецт, объектив, ГплЛрдгу, .П 3 у и Аотоприемнк и иоспс гогдтеПо вклюеццые-мсритсл )ремеццгх ицтервдлг)н и выПслтелий блок, о т л и и а ю и( е е с я тем, что, с елью повьппециц тоиост, с;цо сцсдб)ецй стРс 6 ПРУемым коПс рдтором, Ключеныл Ме)с;у с,отоприемцикс)м и и 3.ерите;ем 3 ремецЦН; ИПУЛСОГ 3) ОС:С СЦ)ДТЕГЬЦО СОЕ- гиецц 1 П,)у;Лоро оьчм гиск 3 имицаГОРО Р131 ВХОД КОТОРОГО ПОКППЧСЦ К ГХО. У СОТ(1;)5:3(Ц 1 сл ) ГС 1 ЕРслт йрй;1 с;ву;15 и,с)) м 11 )у)сри( 6.10сй) трГРрйм и 6(01",О с:бросав 1 ХоЫ 1 ОТОРОГ( 10;(1.1,( 1. ПДГ)ДЛЛЕП 1110:3 хй,.с.1 Г Р с 0.1с в.:О,сбуР)ерц 3 о 6.)01;д,;Ос:Овдте 1 но соедиЕЦЦ)(М 1:ОГ 1 Ч(3 СК 1." 1,(1:1 И.ДТО)О) )1 ХО; К)3 ОРГ О ПР)1 ("Ц 1: ВЫХОДУ ДВУХЛоро. Ового;искрицдторд и с)с)рировл Гс 51 л Г тр 063 )то,) 01 и т 3 Р 11 и вхО -;ы котор( )"о . 05 клпч к первоу и )таро 1 Гпхолдм 6 с(ер 1 г) 6:гсл, л 13 ЫХод Пй 1, 1 П) (Си 1 С 1(хйц)дС ПИ)стр(36 иру 3)ОГО кймпдрг рд и к входус рйбирйцдния д)ухпйрс); (1 йго,(; искриил(орд, )торой и р ги 1 гхог по п 1.; КОГО ДЦДЛИ(ДТОПД ПО,К.(пп(РЦЫ К 13"ОРО."У:3,31 У ТРИГ РГ)Д И УП 3 с 313 ЛЯВ 1 емУ 1)хс)(У 1 с ПРР(3 тй 3". Кмтдт 01)омгер)ьп П,хо 3 итлния которого пог 1(ЦП 1 СЦ К ПЕЗЛОМУ И 3.1(.ЧДТС 313 К Вт)30 й выход питания - к второму и третьею изгучлтеля) д вход строб;рования - к вХоду с)ор)п)ровлтегя стробл,И тст 3 ЕРтЫМ И ПЯТП ИЗЛУЧатЕЛЯМИ,подклк"(ецц(п 1 и к т)с(те Рм( яыхс)лу пи3 лния коммутатора, измеритель времециых ицтервл:ов выполцец с. дополцительным выходом, подключенным ксчетцом входу коммутатора, вьгчислительцый блок выполнец с вторым вхо;ОМ, ПО КЛЮЧ Ец вью К И ц Аор дИоцг Ому выходу коммутатора, а диаАрагмавыполцеца с 3 спомогательцой щелью.