RU1805292C - Устройство дл измерени линейных перемещений - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике. Сущность: устройство дополнительно содержит дифференциальный усилитель и второй измерительный канал 3 из последовательно соединенных ЛФПЗС 16, дифференциального усилител  17, блока двойной коррелированной выборки 18 и порогового блока 19, а также элемент 5 И, элемент 6 ИЛИ и регистр пам ти 11, причем осветительна  линейка 1 выполнена двухшкальной, С первой шкалой оптически св зан первый ЛФПЗС 12, со второй шкалой - второй ЛФПЗС 16. Выход первого канала 2 измерени  соединен с первыми, выход второго - с вторыми входами элементов И 5, 6 и ИЛИ. Групповой информационный вход регистра 11 пам ти соединен с выходом счетчика 8, первый информационный вход - с выходом элемента И 5, второй с выходом первого канала 2,

Description

(Л

С

третий - с выходом второго канала 3 измерени . Выход элемента ИЛИ 6 соединен с входами управлени  регистра 11 пам ти и вычислительного блока 10, второй вход управлени  последнего соединен с выходом переполнени  счетчика 8, вход данных - с выходом регистра 11 пам ти. Шкалы осветительной линейки выполнены с совпадающими и несовпадающими штрихами. В каждом интервале между совпадающими штрихами количество несовпадающих штрихов посто нно по.сумме первой и второй шкал, а их

позиционное расположение в каждом интервале различно и определ ет положение данного интервала в полном диапазоне измер емых устройством линейных перемещений . Два групповых выхода генератора импульсов соединены соответственное входами управлени  первого и второго Л ФПЗС 12, 16, первый и второй выходы соединены с первым и вторым входами счетчика 8, а третий выход - с входами синхронизации блоков 14, 18 двойной коррелированной выборки и пороговых блоков 15, 19. 2 ил.

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл  высокоточного измерени  перемещений, например в прецизионных станках с числовым программным управлением . .

Цель изобретени  - повышение точности измерени  и получени  в каждом отсчете абсолютного значени  перемещени  ЛФПЗС относительно начала отсчетной шкалы осветительной линейки при отсутствии ограничений на скорость перемещени  контролируемого объекта до момента выполнени  измерени .

На фиг. 1 дана структурна  электрическа  схема устройства; на фиг. 2 - структура шкал осветительной линейки.

Устройство содержит двушкальную осветительную линейку 1,первый 2 и второй 3 измерительные каналы, генератор 4 импульсов , элемент И 5, элемент ИЛИ 6, дифференцирующий блок 7, счетчик 8, регистр пам ти 9, вычислительный блок 10 и блок 11 пам ти.

Каждый измерительный канал (2 и 3) содержит линейный фоточувствительный прибор с зар довой св зью (ЛФПЗС) 12(16), дифференциальный усилитель 13(17), блок двойной коррелированной выборки 14(18) и пороговый блок 15(19).

Устройство работает следующим образом .

Осветительна  линейка формирует две последовательности лучей света, перпендикул рных к плоскости линейки и направле- нию перемещени , т.е. две световых шкалы, Лучи света первой шкалы попадают на светочувствительную поверхность первого ЛФПЗС 12, лучи света второй шкалы соответственно на второй ЛФПЗС 16.

ЛФПЗС имеет два выхода - основного и компенсационного сигналов, Эти выходы соединены соответственно с пр мым и инверсным входами дифференциального

усилител  13(17), компенсирующего фоновую составл ющую входной освещенности соответствующего ЛФПЗС. Выходна  последовательность видеоимпульсов дифференциального усилител 

13(17) преобразуетс  в аппроксимирующий непрерывный видеосигнал блоком двойной коррелированной выборки 14(18). Этот видеосигнал в пороговом блоке 15(19) сравниваетс  с пороговым уровнем, в результате

чего на выходе порогового блока 15(19) фор-. мируетс  бинарный сигнал с уровнем Лог. 1 на интервале времени превышени  порога входным сигналом и с уровнем Лог. О на интервале времени непревышени  порога.

Выходные импульсы пороговых блоков 15 и 19  вл ютс  соответственно выходными сигналами первого 2 и второго 3 измерительных каналов. Выход первого канала соединен с первыми входами элемента И 5,

элемента ИЛИ 6 и первым информационным входом регистра пам ти 9. Выход второго канала соединен с вторыми входами элемента И 5, элемента ИЛИ 6 и вторым входом регистра пам ти 9. Элемент И 5

выдел ет совпадающие во времени импульсы первого .и второго каналов, элемент ИЛИ 6 осуществл ет логическое суммирование выходных импульсов обоих каналов.

Выход элемента И 5 соединен с третьим входом регистра пам ти 9, выход элемента ИЛИ 6 - с входом дифференцирующего блока 7, формирующего короткие импульсы, соответствующие по временному положению

фронтам и срезам входной импульсной последовательности . Эти импульсы поступают на п тый вход регистра пам ти 9, иницииру  запись в регистр пам ти 9 кода координаты , поступающего в данный момент времени на четвертый вход регистра пам ти 9 от счетчика 8, а также логических потенциалов , имеющихс  в этот же момент времени на первом, втором и третьем информационных входах регистра пам ти 9 (т.е. на выходе элемента И 5, на выходе первого 2 и на выходе второго 3 измерительных каналов).

Одновременно выходные импульсы дифференцирующего блока 7 поступают на первый вход вычислительного блока 10, выполн   функцию запроса прерывани . По этому запросу вычислительный блок 10 прерывает выполнение расчетной программы и выполн ет операцию ввода массива исходных данных с регистра пам ти 9.

Вводимый массив исходных данных включает:

код координаты фронта (среза) регистрируемого в данный момент времени импульса (М разр дов, соответствующие М разр дам счетчика 8);

код опознавани  регистрируемого импульса (три разр да, соответствующие первому , второму и третьему информационным входам регистра пам ти 9).

Вычислительный блок 10 выполн ет следующие функции:

суммирование координат фронта и сре- за импульса и деление суммы на два, т.е. определение координаты центра соответствующего этому импульсу светового луча;

определение принадлежности импульса первому каналу, второму каналу или обоим каналам одновременно (последнее дл  импульсов, соответствующих общим дл  обеих шкал световым лучам);

преобразовани  последовательного кода, задаваемого последовательност ми несовпадающих во времени импульсов первого и второго измерительных каналов (на интервале между импульсами, соответ- ствующими общим дл  обеих шкал световым лучам) в параллельный код - код положени  ЛФПЗС относительно начала отсчета осветительной линейки;

определение величины измер емого линейного перемещени  суммированием относительной координаты светового луча (в координатах ЛФПЗС) с кодом положени  ЛФПЗС относительно начала отсчета осветительной линейки; сравнение полученного значени  с одним из хран щихс  в блоке пам ти 11 и выдача окончательного результата измерени .

Технико-экономическа  эффективность устройства определ етс :

Возможностью изготовлени  осветительной линейки без прецизионного оборудовани  дл  прорезки щелей световых лучей, т.к. точное положение каждой щели обмер етс  при паспортизации устройства и заноситс  в блок пам ти;

определением положени  ЛФПЗС в любом участке измер емого диапазона перемещений однозначно по одному текущему отсчету, что снимает ограничени  на скорость перемещени  контролируемого объекта перед выполнением измерени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  линейных перемещений, содержащее оптически св занные осветительную линейку и первый линейный фоточувствительный прибор с зар довой св зью, генератор, первый блок двойной коррелированной выборки, счетчик импульсов, вычислительный блок, блок пам ти, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  эксплуатационных возможностей, оно снабжено вторым линейным фоточувствительным прибором с зар довой св зью, первым и вторым дифференциальными усилител ми, вторым блоком двойной коррелированной выборки, первым и вторым пороговыми блоками , элементом И, элементом ИЛИ, дифференцирующим блоком, регистром пам ти, первый линейный фоточувствительный прибор с зар довой св зью, дифференциальный усилитель, блок двойной коррелированной выборки и пороговый блок соединены последовательно, вторые линейный фоточувствительный прибор, дифференциальный усилитель, блок двой- ной коррелированной выборки и пороговый блок соединены последовательно, выходы первого и второго пороговых блоков соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, элемента ИЛИ и регистр пам ти, третий вход которого соединен с выходом элемента И, четвертый вход - с выходом счетчика, п тый вход - с выходом дифференцирующего блока и с первым входом вычислительного блока, элемент ИЛ И и дифференцирующий блок соединены последовательно, первый и второй выходы генератора соединены соответственно с входами первого и второго линейных фоточувствительных приборов с зар довой св зью, третий выход - с вторыми входами первого и второго блоков двойной коррелированной выборки и первого и второго пороговых блоков, четвертый и п тый выходы счетчика соединены соответственно с первым и вторым входами счетчика, второй выход которого соединен с вторым входом вычислительного блока, третий вход которого соединен с выходом регистра пам ти, четвертый вход-- с выходом блока пам ти,

   осветительна  линейка выполнена в виде двух сопр женных кодирующих шкал,

   Фиг. 2