RU1779911C - Устройство дл измерени координат точек по линии на плоскости - Google Patents

Устройство дл измерени координат точек по линии на плоскости

Info

Publication number
RU1779911C
RU1779911C SU914915632A SU4915632A RU1779911C RU 1779911 C RU1779911 C RU 1779911C SU 914915632 A SU914915632 A SU 914915632A SU 4915632 A SU4915632 A SU 4915632A RU 1779911 C RU1779911 C RU 1779911C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
carriage
measuring
signal
Prior art date
Application number
SU914915632A
Other languages
English (en)
Inventor
Борис Алексеевич Аюков
Артемий Георгиевич Варжапетян
Виталий Владимирович Нуйкин
Виктор Михайлович Балашов
Валерий Анатольевич Жарехин
Original Assignee
Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения filed Critical Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
Priority to SU914915632A priority Critical patent/RU1779911C/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU1779911C publication Critical patent/RU1779911C/ru

Links

Landscapes

  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в координатоизмерительных машинах дл  измерени  геометрических размеров изделий, а также при контроле геометрии элементов полотна антенной решетки. Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет исключени  зависимости величины по ( грешности от геометрических размеров изделий и уменьшени  погрешности при определении положени  датчика над границей перемещени  (издели ). От генератора 3 СВЧ немодулированные колебани  поступают в сдвоенный направленный ответви- тель 4, где часть-их мощности ответвл етс  в опорный канал, а остальна  часть поступает на приемопередающую антенну (ППА) 7, котора  излучает волну в стороны отража ю- щей антенны 10, расположенной на каретке 2. где с помощью модул тора 9 осуществл етс  модул ци  по амплитуде и отражение в обратную сторону. Прин тые промодули- рованные СВЧ-колебани , несущие информацию о фазе, поступают через ответвитель 4 на первый вход фазового дискриминатора (ФД) 5, на второй вход которого из опорного канала поступает немодулированный СВЧ- сигнал. ФД 5  вл етс  балансным, в нем СВЧ-сигналы из измерительного и опорного каналов векторно складываютс  и вычитаютс , затем суммарный и разностный сигналы детектируютс  и вычитаютс . Сигнал с ФД 5 непрерывно поступает в блок 6 вычислени , где выдел етс  сигнал несущий ин- формациюо координате. 5 ил. te VI V4 Ч) Ю

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в координатно-измерительных машинах дл  измерени  геометрических размеров изделий , а также при контроле геометрии элементов полотна антенной решетки.
Известно устройство дл  измерени  геометрических параметров обьектов, содержащее излучатель, светоделительпую систему, фотоприемники и схему усилени  сигнала,
Известны устройства дл  бесконтактного измерени  линейных размеров, содержащие источники света, щелевую диафрагму, развертывающий цилиндр, фогоприемник и блок измерени .
Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  линейных размеров деталей, содержащее каретку, датчик, установленный на каретке, измерители перемещени  каретки, блок вычислени .
Недостатками указанного устройства  вл ютс  низка  точность измерени  линейных размеров объекта (погрешность измерени  равна ±0-0,3 мм и определ етс  суммой двух составл ющих: погрешностью измерени  положени  контактного датчика и погрешностью измерени  перемещени  каретки); невозможность определени  границ объекта. Кроме того, устройство не позвол етопредел тьразмеры крупногабаритных изделий, вследствие ограниченного хода каретки.
Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  за счет исключени  зависимости величины погрешности от геометрических размеров издели  и уменьшени  погрешности при определении положени  датчика над границей перемещени  (издели ).
Дл  достижени  поставленной цели в устройство, содержащее датчик, установленный на каретке с возможностью ее перемещен и  вдоль линии измерени  координаты, и блок вычислени , введены последовательно соединенные СВЧтенера- тор, сдвоенный направленный ответвитель, фазовый дискриминатор, выход которого подключен к блоку вычислени , приемопередающа  антенна, подключенна  к входу- выходу сдвоенного направленного ответвител , блок установки точки отсчета, вход которого подключен ко второму выходу сдвоенного направленного ответвител , а выход соединен со вторым входом фазового дискриминатора, а также последовательно соединенные модул тор и отражающа  антенна , закрепленна  на каретке блок формировани  сигнала положени , вход
которого подключен к выходу датчика, а выход соединен со вторым входом блока вычислени , причем приемопередающа  антенна и отражающа  антенна расположены на одной оптической оси, а датчик выполнен в виде оптического датчика границы перемещени .
На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - структурные
0 схемы блока вычислений и блока формировани  сигнала положени ; на фиг.З - геометрические расположени  элементов датчика относительно линии перемещени  каретки; на фиг.4 - схема включени  датчи5 ка границы перемещени ; на фиг.5- эпюры напр жени , по сн ющие принцип работы устройства.
Устройство содержит датчик 1 границы перемещени , установленный на каретке 2,
0 последовательно соединенные генератор 3 СВЧ, сдвоенный направленный ответвитель 4 и фазовый дискриминатор 5, выход которого подключен к входу блока 6 вычислений,- приемопередающую антенну 7, подключен5 ную к входу-выходу сдвоенного направленного ответвител  4. блок 8 установки точки отсчета, вход которого подключен к второму выходу сдвоенного направленного ответвител  4, а выход соединен с вторым входом
0 фазового дискриминатора 5, а также последовательно соединенные модул тор 9 и отражающую антенну 10, закрепленную на каретке 2, блок 11 формировани  сигнала положени , вход которого подключен к вы5 ходу датчика 1, а выход соединен с вторым входом блока 6 вычислений, причем приемопередающа  антенна 7 и отражающа  антенна 10 расположены на одной оптической оси. Датчик 1 границы перемещени  0 оптической представл ет собой расположенные в одной плоскости излучатель и два фотоприемника (см.фиг.З); фотоприемники расположены на линии направлени  движени  каретки и включены в мостовую схему
5 (см.фиг.4).
Устройство работает следующим образом .
От генератора 3 СВЧ высокочастотные немодулированные колебани  поступают в
0 сдвоенный направленный ответвитель 4, где часть их мощности ответвл етс  в опорный канал, а остальна  часть поступает на приемопередающую антенну (ППА) 7. ППА 7 излучает волну в сторону отражающей ан5 тенны 10, расположенной на каретке 2, где с помощью модул тора 9 осуществл етс  модул ци  по амплитуде частотой 1 кГц. и отражение в обратную сторону. Прин тые ППА 7 промодулированные СВЧ-колебэни . несущие информацию о фазе, пропорциопальмой рассто нию между антеннами, потупают через сдвоенный направленный от- ветвитель 4 на первый йход фазового дискриминатора 5, из опорного канала поступает немодулированный СВЧ-сигнал, который проходит через блок 8 установки точки отсчета (БУТО). Принцип указанного фазового метода измерени  основан на сравнении модулированного и немодулированного СВЧ-сигналов. Дл  этого модулируетс  отраженный сигнал посредством модул тора 9, представл ющего собой НЧ- генератор, выход которого подключен к р-1- п диоду, наход щемус  в волноводном отрезке отражающей антенной 10 и согласованной нагрузкой.
p-i-n диод открываетс  и закрываетс  с частотой 1 кГц. В открытом состо нии p-i-n диод отражает СВЧ-сигнал. Фазовый дискриминатор 5  вл етс  балансным (суммарно-разностным) фазовым дискриминатором, в нем СВЧ-сигналы из измерительного и опорного каналов вектор- но складываютс  и вычитаютс , затем суммарный и разностный сигналы детектируютс  и продетектированные сигналы в свою очередь вычитаютс . Составл юща  выходного сигнала с частотой 1 кГц оказываетс  пропорциональной амплитуде сигнала, приход щего из измерительного канала, и синусу угла, р авного фазовому сдвигу между СВЧ несущими сигналами, приход щими из измерительного и опорного каналов. Следовательно, независимо от амплитуды входных высокочастотных сигналов низкочастотный сигнал на выходе фазового дискриминатора (ФД) 5 равен нулю, если фазовый сдвиг между высокочастотными сигналами равен нулю.
Сигнал рассогласовани , полученный с ФД 5, пропорционален геометрической длине между ППА 7 и отражающей антенной 10 или между двум  точками на пр мой линии . Таким образом, величина этогосигнала пр мо пропорциональна разности координат двух точек измерени . Координату одной точки можно вз ть за опорную, что эквивалентно нормировке, с помощью БУТО 8, роль которого выполн ет фазовращатель . После установки датчика над опорной нулевой точкой с помощью фазовращател  свод т величину рассогласовани  к нулю. Сигнал рассогласовани , полученный при перемещении каретки, будет, таким образом , пропорционален координатам последующих точек только первой опорной.
Сигнал с фазового дискриминатора 5 (амплитуда его пропорциональна величине перемещени  каретки) поступает-непрерывно в блок 6 вычислени , где выдел етс 
только сигнал, несущий информацию о координате , соответствующей определенной границе перемещени  (начало или конец издели  12). Это происходит следующим обра- 5 зом. При прохождении датчика над началом или концом издели  12 (границы перемещени ) на выходе измерительного моста по вл етс  сигнал рассогласовани  Up, максимум которого соответствует границе
0 перемещени . Сигнал рассогласовани  поступает в блок 11 формиросани  сигнала положени , где формируетс  короткий импульс UM в линейном масштабе, соответствующиймаксимумусигнала
5 рассогласовани  (см.фиг.4). Ширина импульса определит погрешность измерени  границы перемещени . Короткий импульс поступает в блок 6 вычислени , где происходит выделение сигнала с фазового дискри0 минатора 5, несущего информацию о координате границы перемещени  (см.фиг.5). При перемещении каретки 2 на рассто ние, равное половине длины СВЧ- излучени  (А/2), сигнал с фазового дискри5 минатора 5 измен етс  от нулевого значени  до максимального (см.фиг.5). Если рассто ние между приемопередающей антенной 7 и отражающей антенной 10 измен етс  более чем на А/2, то сигнал с
0 фазового дискриминатора 5 про вл ет периодический характер с периодом, равным А/2. Дл того, чтобы устранить неоднозначность измерений, в блоке 6 вычислени  с помощью схемы подсчета периодов осуще5 ствл етс  подсчет количества полуволн ( А/2) при перемещении каретки (см.фиг.3). Сигнал со схемы подсчета периодов складываетс  в сумматоре с сигналом со схемы выделени  сигнала координаты, прошед0 шим во врем  прихода на схему выделени  сигнала координаты сигнала положени  каретки (границы перемещени ). Таким образом , с сумматора на индикатор поступает сигнал, амплитуда которого характеризует
5 абсолютную координату границы перемещени  каретки, т.е. координату точки пересечени  линии перемещени  датчика с границей объекта. При необходимости, измерив координаты двух точек, характеризу0 ющих начало и конец объекта, можно по разности координат определить линейный разрез объекта по линии перемещени  датчика .

Claims (1)

  1. Формула изобретени 
    5Устройство дл  измерени  координат
    точек по линии на плоскости, содержащее датчик, установленный на каретке с возможностью ее перемещени  вдоль линии измерени  координаты, и блок вычислени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно снабжено последовательно соединенными генератором СВЧ, сдвоенным направленным ответвителем и фазовым дискриминатором, выход которого подключен к входу блока вычислени , приемопередающей антенной, подключенной к входу-выходу сдвоэнного направленного ответвител , блоком установки точки отсчета, вход которого подключен к второму выходу сдвоенного
    0
    направленного ответвител , а выход - к второму входу фазового дискриминатора, последовательно соединенными модул тором и отражающей антенной, закрепленной на каретке , и блоком формировани  сигнала положени , вход которого подключен к выходу датчика, а выход - к второму входу блока вычислений, приемопередающа  и отражающа  антенны расположены на одной оптической оси, а датчик выполнен в виде оптического датчика границы перемещени .
    т т
    и
    f
    Фп
    I/ ГЦI
    @& ucf
    U fe.3
    Ш1
    Фп
    cf
    0/7
    Дани 
    перемещени  каретки
SU914915632A 1991-01-14 1991-01-14 Устройство дл измерени координат точек по линии на плоскости RU1779911C (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914915632A RU1779911C (ru) 1991-01-14 1991-01-14 Устройство дл измерени координат точек по линии на плоскости

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914915632A RU1779911C (ru) 1991-01-14 1991-01-14 Устройство дл измерени координат точек по линии на плоскости

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1779911C true RU1779911C (ru) 1992-12-07

Family

ID=21562954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914915632A RU1779911C (ru) 1991-01-14 1991-01-14 Устройство дл измерени координат точек по линии на плоскости

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1779911C (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 785645, кл. G 01 В 11/02, 1979. Авторское свидетельство СССР № 1052285,. кл. G 01 В 11/02, 1982. Авторское свидетельство СССР № 138065.кл. G 01 В 11/02,1964. Станки и инструмент, 1973, Nfc 6, с.18, *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5534992A (en) Optical measuring apparatus
US6040898A (en) FMCW distance measurement process
KR100799275B1 (ko) 거리측정장치, 거리측정설비 및 거리측정방법
US5125736A (en) Optical range finder
US5288995A (en) Electrical measurement apparatus using heterodyne phase conversion techniques
JPH04504615A (ja) 表面構造を干渉方式で検出する装置
JPS6343716B2 (ru)
US4822164A (en) Optical inspection device and method
US5539520A (en) Interferometer using frequency modulation of the carrier frequency
RU1779911C (ru) Устройство дл измерени координат точек по линии на плоскости
US4526471A (en) Method for sensing spatial coordinate of article point and apparatus therefor
JP2001033209A (ja) 距離計
US20040119966A1 (en) Distance measuring device, distance measuring equipment and distance measuring method
CN208671919U (zh) 一种光纤位移传感探头及光纤位移传感系统
WO2004033987A1 (en) Device for measuring an optical path length difference
WO1988007210A1 (en) Apparatus and method for locating the direction of an atomic beam
US4397548A (en) Distance measuring system
EP0556960A2 (en) Measurement apparatus using heterodyne phase conversion techniques
KR100675607B1 (ko) 광섬유를 레이저 이송매체로 이용한 레이저 엔코더
CN108709506A (zh) 一种光纤位移传感探头及光纤位移传感系统
JPS5866881A (ja) 光波測量機
SU943531A1 (ru) Способ измерени уровн
SU938660A1 (ru) Устройство дл дистанционного измерени рассто ний
SU1631459A1 (ru) Устройство дл определени диаграммы направленности антенны
JPH0225786A (ja) 速度検出装置