SU1002830A1 - Устройство дл измерени долей пор дка интерференции - Google Patents

Description

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений объекта и деформаций.

Известно устройство для измерения перемещений, состоящее из двух формирующий каналов, каждый из которых содержит предварительный и согласующие усилители и электронно-лучевую трубку, с модулятором, и схему обработки сигнала, состоящую из двух каналов измерения, каждый из которых выполнен в виде фотоприемника, резистора, триггера Шмитта, и реверсивного счетчика.

Недостатком этого устройства является недостаточная точность измерений при сложности примененной конструкции

Наиболее близким к изобретению техтехническим решением является устройство для измерения долей порядка интерференции, содержащее два измерительных канала, каждый из которых состоит из фотоприемника, усилителя, подключенного к фотопрйемнику, порогового элемента, формирователя и дифференцирующего элемента, схему обработки информационного сигнала ⁵ и реверсивный счетчик.

Схема обработки информационного сигнала содержит элементы И и элемент ИЛИ, подключенный к ревереив¹⁰ ' ному счетчику £2^.

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения долей порядка интерференции, ¹⁵ обусловленная получением лишь четырех отсчётных импульсов за период. Цель изобретения - повышение точности измерений.

₂₀ Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения долей порядка интерференции, содержащем дза измерительных канала, каждый из которых состоит из фотоприем3 ника, усилителя, подключенного к фо-’ топриемнику, порогового элемента, формирователя и дифференцирующего элемента, схему Обработки информационного сигнала и реверсивный счетчик, каждый из измерительных каналов снабжен П -1 пороговым элементом и Π -1 дифференцирующим элементом, а схема обработки информационного сигнала выполнена в виде соединенных последовательно первого блока запрета, блока задержки и первого элемента ИЛИ, соединенных входами первого триггера и второго элемента ИЛИ, второго триггера, вход которого соединен с выходом последнего, второго и третьего блоков запрета, вторые входы первого блока-запрета и первого и второго элементов.ИЛИ соединены соответственно с формирователями измерительных каналов, первые входы второго и тртьего блоков запрета соединены с выходом первого элемента ИЛИ, а'вторые входы - с соответствующими выходами второго триггера, а ; выходы - с входами реверсивного счетчика, второй выход первого триггера соединен с первым входом первого блока запрета, а выход последнего с вторым входом второго элемента ИЛИ, _; в каждом из измерительных каналов каждый из И пороговых элементов соединен последовательно с соответствующим дифференцирующим элементом, а выходы последних подключены к вхо- ₅ ду формирователя.

На фиг;1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - эпюры напряжений при работе устройства.

Устройство состоит из двух идеи- < тичных измерительных каналов, каждый из которых содержит фотоприемник 1 , усилитель 2, пороговые элементы 3,

4.. ..11, дифференцирующие элементы

5.6.. .., И, формирователь 7 схемы обработки информационного сигнала, выполненной в виде соединенных последовательно первого блока 8 запрета, блока 9 задержки и первого элемента ИЛИ 10, соединенных последовательно первого триггера 11, второго элемента ’ ИЛИ 12 и второго триггера 13, второго 14 и третьего 15 блоков запрета и реверсивного* счетчика 16.

Устройство работает следующим об- / разом.

Так как фотоприемники 1 измерительных каналов расположены напротив разных точек интерференционной картины, их сигналы сдвинуты относительно друг друга на такую пространственную фазу, чтобы с учетом разницы между порогами срабатывания Е^, Е^ при неизменном направлении движения интерференционных полос происходило поочередное срабатывание первого и второго каналов. При включении триггер 11 устанавливается в состояние, запрещающее прохождение импульсов через блок 8 запрета, а триггер 13 - в состояние, разрешающее прохождение импульсов через блок 14 запрета на суммирующий вход реверсивного счетчика 16. Сигналы при поступлении на фотоприемники 1 усиливаются усилителем 2 и поступают на пороговые элементы 3,4,...,(1, пороги которых разбивают весь диапазон измерения амплитуд сигналов на ряд дискретных уровней.

При достижении сигналом порога срабатывания какого-либо порогового элемента 3,4,...,(1, на выходе последнего появляется перепад напряжения, который дифференцируется соотвествующим дифференцирующим элементом 5,

6,...И, и поступает на формирователь

7. Если первым срабатывает один из пороговых элементов 3,4,...,η второго канала, импульс с его формирователя 7 через блок запрета не проходит. Следующим во времени возникает импульс в первом канале, и с выхода формирователя 7 он с одной стороны через элемент ИЛИ 10 и блок 14 -запрета пройдет .на суммирующий вход счетчика 16, а с другой стороны переведет триггер 11 в состояние, разрешающее прохождение импульсов через блок 8 запрета (в дальнейшем состояние триггера 11 изменяться не будет, так как устройство вошло в режим), и через элемент ИЛИ задним фронтом переведет триггер в состояние, разрешающее прохождение счетных импульсов на вычитающий вход счетчика 16. Следующим возникает импульс во втором канале, и он с выхода формирователя 7 через блок 8 запрета и элемент ИЛИ 12 переведет триггер 13 в состояние, разрешающее сложение, а через блок 9 задержки, элемент ИЛИ 10 и блок 14 запрета пройдет’ на суммирующий вход счетчика 16. При неизменном прямом направлении движения интерференцион ных полос в счетчике 16 происходит суммирование всех импульсов, возникающих в обоих каналах. В случае изменения направления движения на обратное (реверс), например, в мо- 5 мент времени Ф₀(Лиг.2), на выходе формирователя 7 одного из каналов возникнут подряд два счетных импульса. Возникший вторым подряд счетный импульс на выходе формирователя 7 ¹⁰ (фиг.2), через элемент ИЛИ 10 и блок 15 запрета пройдет на вычитающий вход счетчика 16 и задним фронтом через элемент ИЛИ 12 переведет триггер 13 в разрешение сложения. Следую-15 щий импульс во втором канале на выходе формирователя 7 через блок 8 запрета и элемент ИЛИ 12 переведет триггер 13 в разрешение вычитания, а затем через блок 9 задержки, эле- 20 мент ИЛИ 10 и блок 15 запрета пройдет на вычитающий вход счетчика 16. Устройство перейдет в режим вычитания.

Таким образом, изобретение по- 25 пороговым элементом и η -1 дифференцирующим элементом, а схема обработки информационного сигнала выполнена в виде соединенных последовательно первого блока запрета, блока задержки и первого элемента ИЛИ, соединенных входами первого триггера и второго элемента ИЛИ, второго триггера, вход которого соединен с выходом последнего^ второго и третьего блоков запрета, вторые входы первого блока запрета и первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с формирователями измерительных каналов, первые входы второго и третьего блоков запрета соединены с выходом первого элемента ИЛИ, а вторые входы - с соответствующими выходами второго триггера, а выходы - с входами реверсивного счетчика, второй выход первого триггера соединен с первым входом первого блока запрета, а выход последнего - с вторым входом второго элемента ИЛИ, в каждом из измерительных каналов каждый из И зволяет измерять доли порядка интерференции и обеспечивает реверсивный счет 4^ импульсов за период, что повышает точность измерения перемещений .

пороговых элементов соединен последовательно с соответствующим дифференцирующим элементом а выходы последних подключены к входу фор 30 мирователя.

Claims (2)

1. ника, усилител , подключенного к фо топриемнику, порогового элемента, формировател  и дифференцирующего элемента, схему обработки информационного сигнала и реверсивный счет чик, каждый из измерительных канало снабжен П -1 пороговым элементом и П -1 дифференцирующим элементом, а схема обработки информационного сигнала выполнена в виде соединенных последовательно первого блока запрета, блока задержки и первого элемента ИЛИ, соединенных входами первого триггера и второго элемента ИЛИ, второго триггера, вход которого соединен с выходом последнего, второго и третьего блоков запрета, вто рые входы первого блока-запрета и пе вого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с формировател м измерительных каналов, первые входы второго и тртьего блоков запрета соединены с выходом первого элемента ИЛИ, авторые входы - с соответствующими выходами второго триггера, а выходы - с входами реверсивного счет чика, второй выход первого триггера соединен с первым входом первого блока запрета, а выход последнего с вторым входом второго элемента ИЛИ в каждом из измерительных каналов каждый из И пороговых элементов соединен последовательно с соответствующим дифференцирующим элементом а выходы последних подключены к входу формировател . На фиг;1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - эпюры напр жений при работе устройства. Устройство сострит из двух идентичных измерительных каналов, каждый из которых содержит фотоприемник 1, усилитель 2, пороговые элементы 3, k,..f, дифференцирующие элементы 5,б,...,П, формирователь 7 схемы обработки информационного сигнала, выполненной в виде соединенных последовательно первого блока 8 запрет блока 9 задержки и первого элемента ИЛИ 10, соединенных последовательно первого триггера 11, второго элемент ИЛИ 12 и второго триггера 13 второго 1 и третьего 15 блоков запрета и реверсивного сметчика 16. Устройство работает следующим образом . Так как фотоприемники 1 измерительных каналов расположены напротив разных точек интерференционной картины, их сигналы сдвинуты относительно друг друга на такую пространственную фазу, чтобы с учетом разницы между порогами срабатывани  Е., Е,..,, Е при неизменном направлении движени  интерференционных полос происходило поочередное срабатывание первого и второго каналов. При включении триггер 11 устанавливаетс  в состо ние, запрещающее прохождение импульсов через блок 8 запрета, а триггер 13 - в состо ние , разрешающее прохождение импульсов через блок 14 запрета на суммирующий вход реверсивного счетчика 1б. Сигналы при поступлении на фотоприемники 1 усиливаютс  усилителем 2 и поступают на пороговые элементы 3,,...,11, пороги которых разбивают весь диапазон измерени  амплитуд сигналов на р д дискретных уровней. При достижении сигналом порога срабатывани  какого-либо порогового элемента 3,,-..,П, на выходе последнего по вл етс  перепад напр жени , который дифференцируетс  соотвествующим дифференцирующим элементом 5, 6,...П, и поступает на формирователь 7. Если первым срабатывает один из пороговых элементов 3,,...,И второго канала, импульс с его формировател  7 через блок запрета не проходит . Следующим во времени возникает импульс в первом канале, и с выхода формировател  7 он с одной стороны через элемент ИЛИ 10 и блок И -запрета пройдет .на суммирующий вход счетчика 16, а с другой стороны переведет триггер 11 в состо ние , разрешающее прохождение импульсов через блок 8 запрета (в дальнейшем состо ние триггера 11 измен тьс  не будет, так как устройство вошло в режим, и через элемент ИЛИ 12задним фронтом переведет триггер 13в состо ние, разрешающее прохождение счетных импульсов на вычитающий вход счетчика 16. Следующим возникает импульс во втором канале, и он с выхода формировател  7 через блок 8 запрета и элемент ИЛИ 12 переведет триггер 13 в состо ние, разрешающее сложение, а через блок 9 задержки, элемент ИЛИ 10 и блок И запрета пройдет на суммирующий вход счетчика 16. При неизменном пр мом направлении движени  интерференцион-, ных полос в счетчике 16 происходит суммирование всех импульсов, возникающих в обоих каналах. В случае изменени  направлени  движени  на обратное (реверс), например, в момент времениip(Оиг.2), на выходе формировател  7 одного из каналов возникнут подр д два счетных импул са. Возникший вторым подр д счетн импульс на выходе (|)ормировател  7 (фиг.2), через элемент ИЛИ 10 и бло 15 запрета пройдет на вычитающий вход счетчика 1б и задним фронтом через элемент ИЛИ 12 переведет триг гер 13 в разрешение сложени . Следую-5 щии импульс во втором канале на выходе формировател  7 через блок 8 запрета и элемент ИЛИ 12 переведет триггер 13 в разрешение вычитани , а затем через блок 9 задержки, элемент ИЛИ 10 и блок 15 запрета пройдет на вычитающий вход счетчика 16. Устройство перейдет в режим вычитани . Таким образом, изобретение позвол ет измер ть доли пор дка интер ференции и обеспечивает реверсивный счет импульсов за период, что повышает точность измерени  перемещений . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  долей пор дка интерференции, содержащее два измерительных канала, каждый из которых состоит из фотоприемника, ус лител , подключенного к фотоприемнику , порогового элемента, формировате л  и дифференцирующего элемента, схе му обработки информационного сигнала и реверсивный счетчик, отличающеес  тем, что, с целью повы шени  точности измерений, каждый из измерительных каналов снабжен ц -1 30 пороговым элементом и п -1 дифференцирующим элементом, а схема обработки информационного сигнала выполнена в виде соединенных последовательно первого блока запрета, блока задержки и первого элемента ИЛИ, .соединенных входами первого триггера и второго элемента ИЛИ, второго триггера, вход которого соединен с выходом последнего второго и третьего блоков запрета, вторые входы первого блока запрета и первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с формировател ми измерительных каналов , первые входы второго и третьего блоков запрета соединены с выходом первого элемента ИЛИ, а вторые входы - с соответствующими выходами второго триггера, а выходы - с входами реверсивного счетчика, второй выход первого триггера соединен с первым входом первого блока запрета, а выход последнего - с вторым входом, второго элемента ИЛИ, в каждом из измерительных каналов каждый из П пороговых элементов соединен последовательно с соответствующим дифференцирующим элементом а выходы последних подключены к входу формировател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Фотоэлектрические преобразователи информации. Под.ред. Л.Н.Преснухина , М., Машиностроение, 197, с..
2. 2.А.Х.Хитрин Е.М.Смедукова; В.Л.Овсов. Интерферометрические устройства контрол  линейных перемещений и их применение в технологическом оборудовании,-Обзоры по электронной технике. Сери  Технологи , организаци  производства и оборудовани , вып,1 77 , М.,ЦНИИ Электроника, 1973, с.З (прототип .

   фиг. г