SU1035418A1 - Фотоэлектрический преобразователь перемещений - Google Patents

Abstract

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗСВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий источник света, установленные последовательно по ходу светового луча подвижную растровую решетку со штрихами посто нного шага, неподвижную растровую решетку с двум  сдвинутыми один относительно другого на четверть шага секторами штрихов с шагом, равным шагу штрихов подвижной растровой решетки, и блок фотоприемников, расположенный напротив секторов штрихов неподвижной растровой решетки, двухканальный усилительный блок, соединенный с выходом блока фотоприемников , и два компаратора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, он снабжен инвертирующим усилителем , первый выход двухканального усилительного блока соединен с первым входом первого компаратора и входсм инвертирующего усилител , а второй выход с вторым входом первого компаратора и , первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с- выходом ин (П вертирующего усилител . I } СО СЛ 4 00

Description

I X

COS(f

Фиг.1 Изобретение относитс  к измерительно технике, в частности, к технике измерени лииейнь х или угловых перемещений, и мо- жет быть использовано в измерительных системах автоматических металлорежуписх станков. Известен фотоэлектрический преобразоватапъ перемещений, содержащий источник света, установленные последовательно по ходу светового луча подвижную растровую решетку со штрихами посто нного шага, неподвижную растровую решетку с двум  сдвинутыми один относительно другого на четверть шага секторами штрихов с шагом равным шагу штрихов подвижной растровой решетки, и блок фотоприемников, распопо: сен1лыЙ напротив секторов штрихов непод Б11ЖНОЙ растровой решетки, двухкангшьный ус1тительшмй блок, соединенный с выходом блока фотоприемников, и два компаратораСЛ . Известный преобразователь характеризуетс  невысокой точностью, котора  определ етс  тем, насколько точно обеспечен фазовый сдвиг на --- на выходе компараторов . Однако известно, что налише инструментальных дощсков при выставлении фотопрнемнлков относительно друг щругв со сдвигом на 1/4 шага растра, наличие ошибок изготовлени  растровых элементов и их установки , а также в результате вли ни  угловой апертурь и не- параллельности светового потока освети- тельньХ систем и многих других факторов в реальных конструкци х фотоэлектричесшгх преобразователей всегда привод т кфазовым погрешност м, в результате которых фазовый сдвиг между сигналами не будет равен - . Цель изобретени  - повьш1ение точност преобразовани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что фотоэлектрический преобразователь порамешен11й, содержаш;ий источник света, установлега-гые последовательно по ходу светового луча подвижную растровую решетку со штрихами посто нного шага, неподвижную растровую решетку с Двум  сдвинутыми один относительно другого на четверть шага секторами штрихов с шагом равным шагу штрихов подвижной растрово решетки, к блок фотоприемников, расположенный напротив секторов штрихов непод- вилсной растровой решетки, двухканальный усилительный блок, соединенный с выходом блока ф(Угоприемников, и два компаратора, снабжен инвертирующим усилителем, первый выход дкухканального усилительного блока соединен с первым входом первого компаратора и входом инвертирующего усилител , а второй выход - с вторым входом первого компаратора и первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом инвертирующего усилител . На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого преобразовател ; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов. Преобразователь содержит источник 1 света, установле1шые последовательно по ходу свепювого луча подвижную растровую решетку 2 со штрихами посто нного щага, неподвижщю растровую решетку 3 с двум  сдвинутыми один относительно другого на 1/4 шага секторами штрихов с шагом, равным шагу щтрихов подвижной растровой решетки 2, блок 4 фотоприемнкков, расположенный напротив секторов, кнверт1фующий усилитель 5, двухканальный усили тельнь Й блок 6 и компараторы 7 и 8. При перемещении подвижной растровой решетки 2, св занной с измер емым объектом относительно неподвижной растровой решетки 3 на блок 4 фотоприемников поступает промодупированный растровым сопр жением световой поток от источ}гика 1 света. Блок 4 фотоприемников подключен к двухканальному усилительному блоку 6, на обоих выходах которого формируютс  гармонические сигналы без. посто нной составл ющей, при этом фа.зовый сдвиг этих сигналов может значительно отличатьс  от у . К первому выходу двухканального усилительного блока 6 подключен инвертирующий усилитель Г) (коэффициент усилени  равен единице) на выходе которого имеетс  сигнал, инверсный синусоидальному. Если прин ть, что на первом выходе двухканального усгши тельного блока 6, образуетс  синусоидаль- ный сигнал (фиг. 2 диаграмма 1а), тогда на втором выходе блока 6 шле&гс  ко синусотщальный сигнал (фиг. 2, диаграмма 16). Инверсный синусотщальный сигнал показан на фиг. 2 диаграмма 1в. Эти сигналы поступают на входы компараторов 7 И В , причем на входы компаратора 7 по тпают синус оидальный и косннус оидальный сигналы, а на входы компаратора 8 - косинусондальный и инберсный синусоидальному . Напр жение на выходе компаратора 7 находитс  на уровне, соответствующем логической 1, когда разность напр жений между , например, неинвертирующим и ннвертируюшим сигналами с напр жением и, и 2 пс ожительна пли логическа  ттри (U.-Urt)0, 31 когда разностное напр жетте отрицательно , на выходе компаратора 7 - логический О или IJBbfx логический О при ()0 Таким образом, на выходе компаратора 7 получаетс  првшоугольный с1Пнал (фиг. 2, диаграмма /( )., фронты которого совпадают с точками равенства по величине сигналов, представленных на диаграм.- мах Га и 16 (фиг.2),на выходе компаратора 8 по вл етс  пр моугольный сигнал, фронты которого совпадают с точками равенства по величине сигналов, представленных на диаграммах 16 и 1в (ф11г. 2). Разность между двум  пр моугольными сигналами равна четверти периода. При изменении фазы между сигналами ( фиг. 2, диаграммы 1а и 1б),получаемыми с выхода двухканального усилтггельного блока 6 на произвольную величину л (фиг. 2, диаграмма 1), фаза между пр моугольными сигналами,представленными на диаграммах И vi (П (фиг. 2), не изменитс , т.е., разность фаз между сигналами на выходах компараторов 7 и 8 равна независимо 4184 от погрешности , котора  может иметь место на выходе цвухконального усилительного блока 6. Сигналы на выходе компараторов 7 и 8 при наличии погрешности л Ч на входе сдвинуты всегда ад (фиг. 2, диаграммы IV и V ). Таким образом, в предлагаемом преобразователе устран етс  вли ние погрешностей фаз1фовки сигналов фотоэлементов блока фотоприе«1ников, чем достигаетс  высока  точность преобразовани . При этом дл  получени  высокой точности не требуетс  прецизионного выставлет  фотоприемников со сдвигом относительно Друг друга в 1/4 шага, прецизионного взаимного выставлени  растров, сложной оптической системы в осветителе пн  фо мирова ш  параллельного потока излучени  через растровое сопр жение и ее регулировки , что дает возможность создавать более простые конструкции преобразовате , значительно сокращает врем  на его регулировку, а следовательно, стоимость реобразовател .

V

Л

Фиг.2

Claims (1)

1. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий источник света, установленные последовательно по ходу светового луча подвижную растровую решетку со штрихами постоянного шага, неподвижную растровую решетку с двумя сдвинутыми один относи тельно другого на четверть шага секторами штрихов с шагом, равным шагу штрихов подвижной растровой решетки, и блок фотоприемников, расположенный напротив секторов штрихов неподвижной растровой решетки, двухканальный усилительный блок, соединенный с выходом блока фотоприем— ников, и два компаратора, о т л и чаюши й с я тем, что, с цепью повышения точности, он снабжен инвертирующим усилителем, первый выход двухканального усилительного блока соединен с первым входом первого компаратора и входом инвертирующего усилителя, а второй выход с вторым входом первого компаратора и первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя.

   (Л С |Х

   ФигЛ