RU2149355C1

RU2149355C1 - Device automatically determining changes of angular coordinate of object

Info

Publication number: RU2149355C1
Application number: RU99101652A
Authority: RU
Inventors: А.А. Емельянов; С.В. Дегтярев; Т.А. Ширабакина
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2000-05-20

Abstract

FIELD: measurement technology, high-accuracy determination of angular coordinate of object. SUBSTANCE: device has laser, mirror unit, linear photosensitive charge-coupled device, electric circuit for signal processing incorporating synchronizing generator, amplifier, comparator, generator, counters, flip- flops, registers, NOT-OR gates, AND gates, permanent storage, indication unit. Interference picture projected on to photosensitive region of linear photosensitive charge-coupled device is generated in plane of analysis causing emergence of video signal across output of linear photosensitive charge-coupled device. Video signal is converted into two binary numbers carrying information on position of object. Permanent storage converts obtained numbers to display angular coordinate of object by indication unit. Enhanced convenience of reading of results of measurement of angular translations of object with the use of interference protractor is achieved thanks to display of measurement results on indication unit in units of measurement of angular values. EFFECT: enhanced convenience of reading of measurement results. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточных определений угловой координаты объекта в специальных геодезических работах, в геофизических точных измерениях и при производстве крупногабаритных изделий в качестве контрольно-измерительной аппаратуры. The invention relates to measuring equipment and can be used for high-precision determination of the angular coordinates of the object in special geodetic works, in geophysical accurate measurements and in the manufacture of large-sized products as instrumentation.

Известно устройство для измерения перемещений, подвижная часть которого, содержащая жестко связанные осветитель, объектив, линейный фоточувствительный прибор с зарядовой связью, перемещается вдоль зубчатой рейки, причем прорези рейки проецируются на фоточувствительную область линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью (Скрибанов Е. В., Гришин М. П., Братенков А.А. Устройство для измерения линейных перемещений //Измерительная техника.- 1983.- N11.- С. 13-15). A device for measuring displacements is known, the movable part of which contains a rigidly connected illuminator, lens, and a linear photosensitive device with charge coupling, moves along a gear rack, and the slots of the rail are projected onto the photosensitive region of a linear photosensitive device with charge connection (Skribanov E.V., Grishin M.P., Bratenkov A.A. Device for measuring linear displacements // Measuring equipment.- 1983.- N11.- S. 13-15).

Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения. The disadvantage of this device is the low accuracy of the measurement.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство (а.с. N 1290063, кл. G 01 В 11/26, 1987 г.), состоящее из входных зеркал 1, 2 и 3, полупрозрачного зеркала-смесителя 4 и глухого зеркала 5. Отношение расстояний между зеркалами 1 и 2, 1 и 3 составляет иррациональное число. Поэтому в плоскости анализа образуются две интерференционные картины с шагом полос, некратным друг другу. Closest to the proposed device is a device (AS No. 1290063, class G 01 B 11/26, 1987), consisting of input mirrors 1, 2 and 3, a translucent mixer mirror 4 and a blind mirror 5. The ratio the distances between mirrors 1 and 2, 1 and 3 is an irrational number. Therefore, in the plane of analysis, two interference patterns are formed with a stripe pitch that is not multiple to each other.

Недостаток этого устройства заключается в необходимости дополнительного пересчета для получения информации об ориентации объекта. The disadvantage of this device is the need for additional recounting to obtain information about the orientation of the object.

Технической задачей изобретения является повышение удобства считывания результатов измерения. An object of the invention is to improve the readability of measurement results.

Техническая задача решается тем, что устройство, содержащее лазер, предназначенный для скрепления с объектом, зеркальный блок, выполненный в виде разнесенных в плоскости контроля трех входных зеркал, а также направляющих в блок регистрации интерференционную картину глухого и полупрозрачного зеркала, снабжено оптически связанным с зеркальным блоком фоточувствительным прибором, выполненным в виде линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью, синхрогенератором, усилителем, компаратором, генератором, первым и вторым счетчиками, первым, вторым, третьим и четвертым триггерами, первым и вторым регистрами, первым и вторым элементами ИЛИ-НЕ, первым и вторым элементами И, ПЗУ, блоком индикации, причем входы линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью соединены с управляющими выходами синхрогенератора, а выход линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью - со входом усилителя, выход которого подключен ко входу компаратора, чей второй вход выполнен с возможностью подачи на него опорного напряжения; выход генератора соединен со счетными входами первого и второго счетчика; выход STR синхрогенератора соединен со входами сброса первого и второго счетчиков, входами разрешения записи первого и второго регистров и входами установки в "единицу" второго и четвертого триггеров; информационные выходы первого и второго счетчиков соединены с информационными входами первого и второго регистров соответственно, выходы которых соединены с адресными входами ПЗУ, информационные выходы которого соединены со входами блока индикации; выход компаратора соединен со счетными входами первого и третьего триггеров, а также со вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ; первый вход первого элемента И соединен с выходом

синхрогенератора, выход первого элемента И соединен с информационным входом первого триггера; первый вход второго элемента И соединен с выходом STR/2 синхрогенератора, выход второго элемента И соединен с информационным входом третьего триггера, вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом

синхрогенератора; прямой выход первого триггера соединен со входом разрешения счета первого счетчика, инверсный выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со входом сброса второго триггера, чей инверсный выход соединен со входом сброса первого триггера; прямой выход третьего триггера соединен со входом разрешения счета второго счетчика, инверсный выход третьего триггера соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, чей выход соединен со входом сброса четвертого триггера, инверсный выход четвертого триггера соединен со входом сброса третьего триггера.The technical problem is solved in that the device containing the laser, designed for fastening with the object, a mirror block made in the form of three input mirrors spaced in the control plane, as well as directing the interference pattern of a deaf and translucent mirror to the recording block, is equipped with an optically coupled mirror block photosensitive device, made in the form of a linear photosensitive device with charge coupling, a sync generator, amplifier, comparator, generator, the first and second counter first, second, third and fourth triggers, first and second registers, first and second elements OR, NOT, first and second elements AND, ROM, indication unit, the inputs of a linear photosensitive device with charge coupling connected to the control outputs of the clock generator, and the output of a linear photosensitive device with charge coupling - with the input of the amplifier, the output of which is connected to the input of the comparator, whose second input is configured to supply a reference voltage to it; the generator output is connected to the counting inputs of the first and second counter; the clock output STR of the clock is connected to the reset inputs of the first and second counters, the recording enable inputs of the first and second registers, and the installation inputs to the “unit” of the second and fourth triggers; the information outputs of the first and second counters are connected to the information inputs of the first and second registers, respectively, the outputs of which are connected to the address inputs of the ROM, the information outputs of which are connected to the inputs of the display unit; the output of the comparator is connected to the counting inputs of the first and third triggers, as well as to the second inputs of the first and second elements OR-NOT; the first input of the first element AND is connected to the output

clock generator, the output of the first element And is connected to the information input of the first trigger; the first input of the second element And is connected to the output STR / 2 of the clock generator, the output of the second element And is connected to the information input of the third trigger, the second inputs of the first and second elements And are connected to the output

sync generator; the direct output of the first trigger is connected to the counter enable input of the first counter, the inverse output of the first trigger is connected to the first input of the first OR-NOT element, the output of which is connected to the reset input of the second trigger, whose inverse output is connected to the reset input of the first trigger; the direct output of the third trigger is connected to the counter resolution input of the second counter, the inverse output of the third trigger is connected to the first input of the second OR-NOT element, whose output is connected to the reset input of the fourth trigger, the inverse output of the fourth trigger is connected to the reset input of the third trigger.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема устройства для автоматического определения изменений угловой координаты объекта; на фиг. 2 изображены диаграммы, поясняющие работу устройства для автоматического определения изменений угловой координаты объекта. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a device for automatically detecting changes in the angular coordinate of an object; in FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the device for automatically detecting changes in the angular coordinate of an object.

Устройство для автоматического определения изменений угловой координаты объекта содержит лазер (на фиг.1 не показан), предназначенный для скрепления с объектом, зеркальный блок, выполненный в виде разнесенных в плоскости контроля трех входных зеркал 1, 2 и 3, а также направляющих в блок регистрации интерференционную картину глухого зеркала 5 и полупрозрачного зеркала 4, зеркала 1, 4 и 5 имеют в направлении, перпендикулярном плоскости измерения, габаритный размер вдвое больший, чем зеркала 2 и 3, которые смещены друг относительно друга в указанном направлении на величину, равную их габаритному размеру. Расстояния между центрами зеркал 1 и 2, 1 и 3 относятся как иррациональное число. Нормали к зеркалам 1, 2 и 3 лежат в плоскости контроля, обращены к контролируемому объекту и образуют с направлением на него углы 45^o. Зеркало 4 установлено между зеркалами 1 и 2 под углом к прямой, проходящей через центр зеркала 2 параллельно плоскости измерения и пересекающей перпендикулярную плоскости измерения ось симметрии зеркала 1. Зеркало 5 расположено по ходу одного из пучков, идущих от приемных зеркал и отражаемых зеркалом 4, перпендикулярно этому пучку, по ходу второго пучка, отражаемого зеркалом 4, установлены оптически связанный с зеркальным блоком линейный фоточувствительный прибор с зарядовой связью 6, синхрогенератор 7, усилитель 8, компаратор 9, генератор 10, первый счетчик 11, второй счетчик 12, первый регистр 13, второй регистр 14, ПЗУ 15, блок индикации 16, первый триггер 17, второй триггер 18, третий триггер 19, четвертый триггер 20, первый элемент И 21, второй элемент И 22, первый элемент ИЛИ-НЕ 23, второй элемент ИЛИ-НЕ 24.A device for automatically detecting changes in the angular coordinate of an object contains a laser (not shown in FIG. 1) intended for fastening with an object, a mirror unit made in the form of three input mirrors 1, 2, and 3 spaced in the control plane, as well as guides to the registration unit the interference pattern of the blind mirror 5 and the translucent mirror 4, the mirrors 1, 4 and 5 are in the direction perpendicular to the measurement plane, the overall size is twice as large as the mirrors 2 and 3, which are offset from each other in the specified m direction by an amount equal to size. The distances between the centers of mirrors 1 and 2, 1 and 3 are treated as an irrational number. Normal to mirrors 1, 2 and 3 lie in the plane of control, facing the controlled object and form angles of 45 ^o with a direction towards it. Mirror 4 is installed between mirrors 1 and 2 at an angle to a straight line passing through the center of mirror 2 parallel to the plane of measurement and intersecting the axis of symmetry of mirror 1 perpendicular to the plane of measurement. Mirror 5 is located perpendicularly along one of the beams coming from the receiving mirrors and reflected by mirror 4 this beam, along the second beam reflected by the mirror 4, a charge-coupled linear photosensitive device 6, a synchro-generator 7, an amplifier 8, a comparator 9, a generator 10, p are optically coupled to the mirror unit first counter 11, second counter 12, first register 13, second register 14, ROM 15, display unit 16, first trigger 17, second trigger 18, third trigger 19, fourth trigger 20, first element 21, second element 21, second element 22, first element OR NOT 23, the second element OR NOT 24.

Входы линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью 6 соединены с управляющими выходами синхрогенератора 7, а выход линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью 6 - со входом усилителя 8, выход которого подключен ко входу компаратора 9, чей второй вход выполнен с возможностью подачи на него опорного напряжения; выход генератора 10 соединен со счетными входами первого счетчика 11 и второго счетчика 12; выход STR синхрогенератора 7 соединен со входами сброса первого счетчика 11 и второго счетчика 12, входами разрешения записи первого регистра 13 и второго регистра 14 и входами установки в "единицу" второго триггера 18 и четвертого триггера 20; информационные выходы первого счетчика 11 и второго счетчика 12 соединены с информационными входами первого регистра 13 и второго регистра 14 соответственно, выходы которых соединены с адресными входами ПЗУ 15, чьи информационные выходы соединены со входами блока индикации 16; выход компаратора 9 соединен со счетными входами первого триггера 17 и третьего триггера 19, а также со вторыми входами первого элемента ИЛИ-НЕ 23 и второго элемента ИЛИ-НЕ 24; первый вход первого элемента И 21 соединен с выходом

синхрогенератора 7, выход первого элемента И 21 соединен с информационным входом первого триггера 17; первый вход второго элемента И 22 соединен с выходом STR/2 синхрогенератора 7, выход второго элемента И 22 соединен с информационным входом третьего триггера 19, вторые входы первого элемента И 21 и второго элемента И 22 соединены с выходом

синхрогенератора 7; прямой выход первого триггера 17 соединен со входом разрешения счета первого счетчика 11, инверсный выход первого триггера 17 соединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ 23, выход которого соединен со входом сброса второго триггера 18, чей инверсный выход соединен со входом сброса первого триггера 17; прямой выход третьего триггера 19 соединен со входом разрешения счета второго счетчика 12, инверсный выход третьего триггера 19 соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ 24, чей выход соединен со входом сброса четвертого триггера 20, инверсный выход которого соединен со входом сброса третьего триггера 19.The inputs of the linear photosensitive device with charge coupling 6 are connected to the control outputs of the synchro generator 7, and the output of the linear photosensitive device with charge communication 6 is connected to the input of amplifier 8, the output of which is connected to the input of comparator 9, whose second input is capable of supplying a reference voltage to it; the output of the generator 10 is connected to the counting inputs of the first counter 11 and the second counter 12; the output STR of the clock 7 is connected to the reset inputs of the first counter 11 and the second counter 12, the write enable inputs of the first register 13 and the second register 14 and the installation inputs to the “unit” of the second trigger 18 and the fourth trigger 20; information outputs of the first counter 11 and second counter 12 are connected to the information inputs of the first register 13 and second register 14, respectively, the outputs of which are connected to the address inputs of the ROM 15, whose information outputs are connected to the inputs of the display unit 16; the output of the comparator 9 is connected to the counting inputs of the first trigger 17 and the third trigger 19, as well as to the second inputs of the first element OR NOT 23 and the second element OR NOT 24; the first input of the first element And 21 is connected to the output

a clock 7, the output of the first element And 21 is connected to the information input of the first trigger 17; the first input of the second element And 22 is connected to the output STR / 2 of the clock 7, the output of the second element And 22 is connected to the information input of the third trigger 19, the second inputs of the first element And 21 and the second element And 22 are connected to the output

sync generator 7; the direct output of the first trigger 17 is connected to the account resolution input of the first counter 11, the inverse output of the first trigger 17 is connected to the first input of the first OR-NOT 23 element, the output of which is connected to the reset input of the second trigger 18, whose inverse output is connected to the reset input of the first trigger 17 ; the direct output of the third trigger 19 is connected to the account resolution input of the second counter 12, the inverse output of the third trigger 19 is connected to the first input of the second OR-NOT 24 element, whose output is connected to the reset input of the fourth trigger 20, whose inverse output is connected to the reset input of the third trigger 19 .

Устройство для автоматического определения изменений угловой координаты объекта работает следующим образом. Излучение от лазерного источника засвечивает все три приемных зеркала 1, 2 и 3 одновременно. После отражения от приемного зеркала 1 и зеркала 4 в область анализа попадает излучение от одного из участков волнового фронта. Излучение от второго участка попадает в область анализа после отражения от приемного зеркала 2, зеркала 4, зеркала 5 и прохождения через зеркало 4. За последним два пучка взаимодействуют и образуют интерференционную картину, положение и вид интерференционных полос в которой зависит от положения источника излучения относительно приемных зеркал 1 и 2. Аналогично работает второй канал, где первый пучок проходит то же путь, а второй отражается от приемного зеркала 3, а затем также проходит путь, аналогичный первому каналу, но отражаясь от других участков зеркал 4 и 5. В плоскости анализа образуются и регистрируются линейным фоточувствительным прибором с зарядовой связью 6 две интерференционные картины с шагом полос, некратным друг другу. Смещение объекта на угол α относительно оптической оси угломера приведет к изменению положения интерференционной картины на величину x/e_п в фиксированной точке плоскости анализа. Тогда,

(1)
где λ - длина волны источника излучения, x - смещение объекта в плоскости, перпендикулярной оптической оси угломера, D - расстояние между парой приемных зеркал, e_п - линейная ширина полосы при α ≠ 0.
Из элементарных геометрических соображений следует, что в четырехзеркальной схеме изменение угла α приводит к изменению угла сходимости на величину 2α, что обуславливает изменение линейной ширины полосы. Тогда угол рассогласования

(2)
где Δe = e_п-e_oп, e_оп - опорная ширина полосы, соответствующая нулевому смещению источника (α = 0).
Подставляя Δe в (2), получим:

(3)
Так как величина e_оп в каждом из каналов и λ для данного угломера постоянны и не изменяются в процессе измерения, то линейная ширина полосы e_п зависит только от угла рассогласования α. Однако, так как опорная ширина полосы неизвестна, то это служит источником неоднозначности, для устранения которой введен второй канал. Измерив текущую ширину полосы в обоих каналах, можно определить угловое смещение (величину угла α ).A device for automatically detecting changes in the angular coordinate of an object works as follows. Radiation from a laser source illuminates all three receiving mirrors 1, 2, and 3 simultaneously. After reflection from the receiving mirror 1 and mirror 4, radiation from one of the sections of the wave front enters the analysis region. The radiation from the second section falls into the analysis region after reflection from the receiving mirror 2, mirror 4, mirror 5 and passing through mirror 4. After the last two beams interact and form an interference pattern, the position and type of interference fringes in which depends on the position of the radiation source relative to the receiving ones mirrors 1 and 2. Similarly, the second channel works, where the first beam passes the same path, and the second is reflected from the receiving mirror 3, and then also passes the path similar to the first channel, but reflected from others chastkov mirrors 4 and 5. In the analysis plane formed and recorded linear photosensitive charge-coupled device 6, two interference patterns with bands of step aliquant each other. Displacement of the object by an angle α relative to the optical axis of the protractor will lead to a change in the position of the interference pattern by x / e _p at a fixed point in the plane of analysis. Then,

(1)
where λ is the wavelength of the radiation source, x is the displacement of the object in a plane perpendicular to the optical axis of the protractor, D is the distance between the pair of receiving mirrors, and e _p is the linear bandwidth at α ≠ 0.
From elementary geometric considerations, it follows that in a four-mirror scheme, a change in the angle α leads to a change in the angle of convergence by 2α, which leads to a change in the linear bandwidth. Then the mismatch angle

(2)
where Δe = e _n -e _OP, e _op - reference bandwidth corresponding to a zero displacement of the source (α = 0).
Substituting Δe in (2), we obtain:

(3)
Since the value of e _op in each of the channels and λ for a given goniometer are constant and do not change during the measurement process, the linear bandwidth e _p depends only on the mismatch angle α. However, since the reference bandwidth is unknown, this serves as a source of ambiguity, to eliminate which a second channel is introduced. By measuring the current bandwidth in both channels, you can determine the angular displacement (angle α).

В начале цикла измерения с входа STR синхрогенератора 7 на входы сброса счетчиков 11 и 12 и на входы установки в "единицу" триггеров 18 и 20 поступает импульс (фиг. 2е), сбрасывая счетчики 11 и 12 и устанавливая триггеры 18 и 20 в единичное состояние. С инверсных выходов триггеров 18 и 20 логический ноль поступает на входы сброса триггеров 17 и 19 соответственно (фиг. 2з и фиг. 2л), разрешая тем самым их работу. На выходе линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью 6 получаем аналоговый сигнал, однозначно соответствующий проецируемой интерференционной картине (фиг. 2а). Сигнал с выхода линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью 6 усиливается усилителем 8 и поступает на первый вход компаратора 9, на второй вход которого подается опорное напряжение. На выходе компаратора 6 получим дискретный последовательный сигнал (фиг. 2б). С выхода синхрогенератора 7

на первый вход первого элемента И 21 поступает импульс, равный половине длительности времени накопления линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью 6, причем передний фронт импульса соответствует координате начала линии сканирования линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью 6, а задний фронт - координате середины линии сканирования (фиг. 2г), на второй вход этого же элемента подается импульс с выхода синхрогенератора 7

передний фронт которого соответствует координате одной четвертой линии сканирования, а задний фронт - координате середины линии сканирования (фиг. 2е). При появлении двух логических единиц на первом и втором входе первого элемента И 21 логическая единица с выхода этого элемента поступает на информационный вход первого триггера 17. По переднему фронту импульса, поступающего с выхода компаратора 9, триггер 17 переходит в состояние логической единицы (фиг 2ж), которая подается на разрешающий вход счетчика 11. Счетчик 11 осуществляет подсчет импульсов, поступающих на его счетный вход с выхода генератора 10 (фиг. 2м). Логический ноль с инверсного выхода первого триггера 17 поступает на первый вход первого элемента ИЛИ-НЕ 23, при поступлении логического ноля на второй вход первого элемента ИЛИ-НЕ 23 с выхода компаратора 9, логическая единица с выхода элемента ИЛИ-НЕ 23 поступит на вход сброса второго триггера 18, переводя его в состояние логического ноля. Логическая единица с инверсного выхода второго триггера 18 (фиг. 2з) поступит на вход сброса первого триггера 17, на выходе которого появится логический ноль (фиг. 2ж), запрещающий счетчику 11 дальнейший подсчет импульсов с выхода генератора 10 (фиг. 2м). Таким образом, на выходе счетчика 11 будет получен цифровой код линейной ширины полосы первой интерференционной картины, проецируемой на первую половину фоточувствительного слоя линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью 6.At the beginning of the measurement cycle from the input STR of the clock 7 to the reset inputs of the counters 11 and 12 and to the installation inputs to the "unit" of triggers 18 and 20, a pulse is received (Fig. 2e), resetting the counters 11 and 12 and setting the triggers 18 and 20 to a single state . From the inverse outputs of the triggers 18 and 20, a logical zero is fed to the reset inputs of the triggers 17 and 19, respectively (Fig. 2c and Fig. 2l), thereby allowing their operation. At the output of the linear photosensitive device with charge coupling 6 we get an analog signal that clearly corresponds to the projected interference pattern (Fig. 2A). The signal from the output of the linear photosensitive device with charge coupling 6 is amplified by an amplifier 8 and fed to the first input of the comparator 9, the second input of which is supplied with a reference voltage. At the output of the comparator 6 we get a discrete serial signal (Fig. 2B). From the output of the clock 7

the first input of the first element And 21 receives a pulse equal to half the duration of the accumulation time of the linear photosensitive device with charge coupling 6, and the leading edge of the pulse corresponds to the coordinate of the beginning of the scan line of the linear photosensitive device with charge communication 6, and the trailing edge corresponds to the coordinate of the middle of the scanning line (Fig. . 2d), a pulse from the output of the clock 7 is fed to the second input of the same element

whose leading edge corresponds to the coordinate of one fourth scan line, and the trailing edge to the coordinate of the middle of the scanning line (Fig. 2e). When two logical units appear on the first and second input of the first element And 21, the logical unit from the output of this element goes to the information input of the first trigger 17. On the leading edge of the pulse coming from the output of the comparator 9, the trigger 17 goes into the state of the logical unit (Fig 2g) , which is fed to the enabling input of the counter 11. The counter 11 counts the pulses received at its counter input from the output of the generator 10 (Fig. 2m). Logical zero from the inverse output of the first trigger 17 goes to the first input of the first OR-NOT 23 element, when a logical zero arrives at the second input of the first OR-NOT 23 element from the output of the comparator 9, the logical unit from the output of the OR-NOT 23 element goes to the reset input the second trigger 18, translating it into a state of logical zero. The logical unit from the inverse output of the second trigger 18 (Fig. 2h) will be fed to the reset input of the first trigger 17, the output of which will be a logical zero (Fig. 2g), which prevents the counter 11 from further counting pulses from the output of the generator 10 (Fig. 2m). Thus, at the output of the counter 11, a digital code of the linear bandwidth of the first interference pattern projected onto the first half of the photosensitive layer of the charge-coupled linear photosensitive device 6 will be obtained.

С выхода синхрогенератора 7 STR/2 на первый вход второго элемента И 22 поступает импульс, равный половине длительности времени накопления линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью 6, причем передний фронт импульса соответствует координате середины линии сканирования линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью 6, а задний фронт - координате конца линии сканирования (фиг. 2д), на второй вход этого же элемента подается импульс с выхода синхрогенератора 7

передний фронт которого соответствует координате трех четвертей линии сканирования, а задний фронт - координате конца линии сканирования (фиг. 2е). При появлении двух логических единиц на первом и втором входе второго элемента И 22 логическая единица с выхода этого элемента поступает на информационный вход третьего триггера 19. По переднему фронту импульса, поступающего с выхода компаратора 9, триггер 19 переходит в состояние логической единицы (фиг. 2к), которая подается на разрешающий вход счетчика 12. Счетчик 12 осуществляет подсчет импульсов, поступающих на его счетный вход с выхода генератора 10 (фиг. 2н). Логический ноль с инверсного выхода третьего триггера 19 поступает на первый вход второго элемента ИЛИ-НЕ 24, при поступлении логического ноля на второй вход второго элемента ИЛИ-НЕ 24 с выхода компаратора 9 логическая единица с выхода элемента ИЛИ-НЕ 24 поступит на вход сброса четвертого триггера 20, переводя его в состояние логического ноля. Логическая единица с инверсного выхода четвертого триггера 20 (фиг. 2л) поступит на вход сброса третьего триггера 19, на выходе которого появится логический ноль (фиг. 2к), запрещающий счетчику 12 дальнейший подсчет импульсов с выхода генератора 10 (фиг. 2н). Таким образом, на выходе счетчика 12 будет получен цифровой код линейной ширины полосы второй интерференционной картины, проецируемой на вторую половину фоточувствительного слоя линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью 6.From the output of the clock generator 7 STR / 2, a pulse is received at the first input of the second element And 22, equal to half the duration of the accumulation time of the linear photosensitive device with charge coupling 6, and the leading edge of the pulse corresponds to the coordinate of the middle of the scan line of the linear photosensitive device with charge communication 6, and the trailing edge - the coordinate of the end of the scan line (Fig. 2e), the second input of the same element is supplied with a pulse from the output of the clock 7

whose leading edge corresponds to the coordinate of three quarters of the scanning line, and the trailing edge to the coordinate of the end of the scanning line (Fig. 2e). When two logical units appear on the first and second inputs of the second element And 22, the logical unit from the output of this element goes to the information input of the third trigger 19. On the leading edge of the pulse coming from the output of the comparator 9, the trigger 19 goes into the state of the logical unit (Fig. 2k ), which is fed to the enable input of the counter 12. The counter 12 counts the pulses arriving at its counter input from the output of the generator 10 (Fig. 2n). Logical zero from the inverse output of the third trigger 19 goes to the first input of the second element OR-NOT 24, when a logical zero arrives at the second input of the second element OR-NOT 24 from the output of the comparator 9, the logical unit from the output of the element OR-NOT 24 goes to the reset input of the fourth trigger 20, translating it into a state of logical zero. The logical unit from the inverse output of the fourth trigger 20 (Fig. 2l) will be fed to the reset input of the third trigger 19, the output of which will be a logical zero (Fig. 2k), which prevents the counter 12 from further counting pulses from the output of the generator 10 (Fig. 2n). Thus, at the output of the counter 12, a digital code of the linear bandwidth of the second interference pattern projected onto the second half of the photosensitive layer of the charge-coupled linear photosensitive device 6 will be obtained.

С выхода синхрогенератора 7 STR на вход разрешения записи регистров 13 и 14 поступает импульс (фиг. 2в), по положительному фронту которого содержимое первого счетчика 11 и второго счетчика 12, соответствующее ширине полосы в первой и второй интерференционной картине, записывается в первый регистр 13 и второй регистр 14 соответственно. С выходов регистров 13 и 14 данные поступают на адресные входы ПЗУ 15. На выходах данных ПЗУ 15 появляется число, соответствующее угловому смещению объекта, поступающее далее на входы блока индикации 16. Частота генератора 10, разрядность счетчиков, регистров, адреса и данных ПЗУ выбираются исходя из требуемой точности измерений. A pulse is received from the output of the clock generator 7 STR to the write enable input of registers 13 and 14 (Fig. 2c), on the positive edge of which the contents of the first counter 11 and the second counter 12, corresponding to the bandwidth in the first and second interference pattern, are recorded in the first register 13 and second register 14, respectively. From the outputs of registers 13 and 14, the data goes to the address inputs of the ROM 15. At the data outputs of the ROM 15 a number appears that corresponds to the angular displacement of the object, which then goes to the inputs of the display unit 16. The frequency of the generator 10, the resolution of the counters, registers, addresses and data of the ROM are selected based on from the required measurement accuracy.

Таким образом, предложенное решение позволяет значительно повысить удобство считывания результатов измерения угловых перемещений с помощью интерференционного угломера за счет того, что результат измерения выводится на индикацию в единицах измерения угловых величин. Thus, the proposed solution can significantly improve the convenience of reading the results of measuring angular displacements using an interference goniometer due to the fact that the measurement result is displayed in units of measurement of angular quantities.

Claims

A device for automatically detecting changes in the angular coordinate of an object, containing a laser designed for fastening with the object, a mirror unit made in the form of three input mirrors spaced in the control plane, as well as directing an interference pattern of a deaf and translucent mirror to the recording unit, characterized in that it equipped with a photosensitive device optically coupled to the mirror unit, made in the form of a linear photosensitive device with charge coupling, a synchro-generator, alternator, comparator, generator, first and second counters, first, second, third and fourth triggers, first and second registers, first and second elements OR-NOT, first and second elements AND, ROM, indication unit, and inputs of a linear photosensitive device with with a charge coupling are connected to the control outputs of the sync generator, and the output of a linear photosensitive device with charge coupling is connected to an amplifier input, the output of which is connected to the comparator input, whose second input is configured to supply voltage, the generator output is connected to the counting inputs of the first and second counters, the clock output STR of the sync generator is connected to the reset inputs of the first and second counters, the recording enable inputs of the first and second registers and the installation inputs to the unit of the second and fourth triggers, the information outputs of the first and second counters are connected with information inputs of the first and second registers, respectively, the outputs of which are connected to the address inputs of the ROM, the information outputs of which are connected to the inputs of the display unit , The comparator output is connected to the counting inputs of the first and third flip-flops, and the second inputs of the first and second OR-NO elements, first input of first AND gate connected to the output

clock, the output of the first element And is connected to the information input of the first trigger, the first input of the second element And is connected to the output STR / 2 of the clock, the output of the second element And is connected to the information input of the third trigger, the second inputs of the first and second elements And are connected to the output

clock generator, the direct output of the first trigger is connected to the counter enable input of the first counter, the inverse output of the first trigger is connected to the first input of the first OR-NOT element, the output of which is connected to the reset input of the second trigger, whose inverse output is connected to the reset input of the first trigger, direct output of the third the trigger is connected to the counter enable input of the second counter, the inverse output of the third trigger is connected to the first input of the second OR-NOT element, whose output is connected to the reset input of the fourth trigger, inverse the fourth trigger output is connected to the reset input of the third trigger.