SU1035419A1 - Optical electronic device for measubring linear displacements - Google Patents
Optical electronic device for measubring linear displacements Download PDFInfo
- Publication number
- SU1035419A1 SU1035419A1 SU823406670A SU3406670A SU1035419A1 SU 1035419 A1 SU1035419 A1 SU 1035419A1 SU 823406670 A SU823406670 A SU 823406670A SU 3406670 A SU3406670 A SU 3406670A SU 1035419 A1 SU1035419 A1 SU 1035419A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- unit
- block
- discrete
- Prior art date
Links
Description
I Изобретение относитс к измерительной технике и может быть исполь зовано дл измерени смещений контролируемых объектов, в частности дл измерени угловых колебаний, на пример при виброиспытани х изделий. Известно оптико-электронное уст ройство дл измерени линейных разм ров деталейJ содержащее интерфероMetp с кареткой, интерференционный модул тор с источником модулирующих колебаний, дополнительную светоде-. лительную пластину, две целевые диафрагмы , два фотоэлектрических преобразовател , два усилител переменного тока, два фазовых демодул тора , реверсивный счетчик и интерпол тор интерференционной полосы Г1 . Недостаток устройства использование двух каналов обработки сигнала , что обусловливает высокие требовани к настройке и приводит к понижению точности измерени , а такж усложн ет измерение угловых колебаНИИ объекта. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс оп тико-электронное устройство дл измерени линейных перемещений, содержащее оптическую систему дл фор мировани интерференционных или муаровых полос, дискретный фотопреобразователь , оптически св занный с системой формировани интерференционных или муаровых полос, последо вательно соединенные блок формирователей , подключенный к дискретному фотопреобразователю блок счета и блок индикации 2, Недостаток известного устройства сложность измерени угловых колебаний объекта, обусловленна тем, что при наличии угловых смещений об екта происходит расхождение опорного и сигнального пучков на выходе системы дл формировани интерференционных полос, например, интер ферометра на угол, равный углу поворота объекта. Это приводит к изме нению пространственной частоты следовани интерференционных или муаро БЫК полос 5 что ведет к попаданию на светочувствительный слой дискретного фотопреобразовател не одной , а нескольких инртерференциониых или муаровых полос, ширина которых может измен тьс и усложн ет их счет. э Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени измерени угловых смеще Указанна цель достигаетс тем, что в оптико-электронном устройстве дл измерени линейных перемещений , содержащем оптическую систе--му дл формировани интерференционных или муаровых полос, дискретный фотопреобразователь, оптически св занный с системой формировани интерференционных или муаровых полос, последовательно соединенные блок формирователей , подключенный к дискретному фотопреобразователю, блсэк счета и блок индикации, блок формирователей выполнен с двум выходами и состоит из усилительного узла коммутатора и элемента И, соединенных последовательно генератора тактовых импульсов и узла управлени , выходы усилительного узла и основные выходы узла управлени соединены с коммутатором, выход которого соединен с первым входом элемента И и входом узла управлени , первый дополнительный выход которого соединен с вторым входом элемента И, а второй вл етс вторым выходом блока формирователей и соединен с вторым входом блока счета, выход генератора тактовых .«импульсов соединен с третьим входом элемента И, выход которого вл етс первым выходом блока формирователей и подключен к первому входу блока счета. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из оптической системы 1 дл формировани интерференционных или муаровых полос 5 соединенных последовательно, дискретного фотопреобразовател 2, блока 3 формирователей, блока k счета и блока 5 индикации. Блок формирователей выполнен в виде соединенных последовательно усилительного узла 6, коммутатора 7 и элемента 8 И, генератора 9 тактовых импульсов и узла 10 управлени , соединенного с ним. Устройство работает следующим образом . Дискретный фотопреобразователь 2 служит дл преобразовани оптического сигнала в электрический и содержит систему параллельных электрически изолированных фотоприемНИКОВ , причем ширина одного светочув ствительного сло их выбрана меньше ширины интерференционной или муаровой полосы при .максимальной частоте Их следовани . При наличии угловых смещений объекта-происходит расхождение опорного и сигнального пучков на выходе оптической системы 1 формировани Интерференционных или муаровых полос на угол, равный углу поворота объекта. Расхождение пучков приводит к изменению ширины интерференционных или муаровых полос на величину, равную 2Bini где Ъ - ширина одной интерференционной или муаровой полосы; Л - длина волны источника монохроматического излучени ; i - угол межд-у опорным и сигналь ным пучком. Фиксиру значение ширины интерференционных или муаровых полос, попадающих на дискретный фотопреобразователь ., можно однозначно определить угловые колебани объекта: , R X-. 1 где д - угол отклонени поверхности контролируемого объекта от вертикальной плоскости, нормальной к падающему на нее пучку; радиус окружности, создаваемой с выхода монохроматичес кого излучател ; рассто ние от контролируемо объекта до плоскости, на которой сход тс опытный и сиг нальный пучок. Кроме того, угловые колебани поверхности контролируемого объекта происход т в одной, например, вертикальной плоскости,-в исходном состо нии, когда плоскость контролируемого объекта нормальна, к падающему на нее пучку, с выхода монохроматического излучател выдел ютс из интерференционной картины две полосы (с максимальной и минимальной освещенностью ) , которые проектируютс на приемную часть дискретного фотопреобразовател 2, ширина которого равна ширине выделени полос. При нормальных смещени х объекта происходит перемещение границы раздела двух интерференционных полос по светочувствительной поверхности дискретного фотопреобразовател 2, при этом ширина ин терференционных полос остаетс неизменной. В случае, если контролируемый объект имеет угловые колебани своей поверхности, то измен етс пространственна частота следовани интерференционных полос , т.е. измен етс их ширина. С выхода дискретного фотопреобразовател 2 снимаютс электрические сигналы , которые подаютс на вход усилительного узла 6, с выхода которого снимаетс или О или 1 в зависимости от того; кака полоса в данный момент находитс на светочувствительной поверхности фотоприемника дискретного фотопреобразовател 2, Усилительный узел 6 при этом может состо ть, например, из усилителей аналоговых сигналов и компараторов с заданным порогом срабатывани . Генератор 9 тактовых импульсов формирует на выходе последователь.- ность пр моугольных импульсов, которые поочередно через удел 10 управлени и коммутатор J, опрашивают состо ние фотоприемников дискретного фотопреобразовател 2, На выходе коммутатора 7 формируетс последовательность импульсов, ширина которых определ ет ширину интерференционных или муаровых полос, проектируемых на дискретный фотопреобразователь 2. Импульсы с выхода коммутатора 7 поступают на первый вход элемента 8 И, и в момент перехода их из состо ни О в состо ние 1 идет разрешение по первому входу элемента 8 И, что дает возможность прохода импульсов с генератора 9 тактовых импульсов через элемент 8 И на вход блока счета. В момент, когда импульс с выхода коммутатора 7 переходит из состо ни 1 в состо ние О, через узел ТО управлени формируетс импульс запрета, который подаетс на второй вход элемента 8 И, и тем самым, блокирует прохождение импульсов с выхода генератора 9 тактовых импульсов на вход блока k счета, пока не закончитс опрос всех фотоприемников дискретного фотопреобразовател 2 в данном периоде опроса. По окончании каждого цикла опроса с второго дополнительного выхода узла 10 управлеS10I The invention relates to a measurement technique and can be used to measure displacements of monitored objects, in particular, to measure angular oscillations, for example, in the vibration tests of products. An optical-electronic device is known for measuring the linear dimensions of parts J containing an interferometer with a carriage, an interference modulator with a source of modulating oscillations, an additional light source-. plate, two target diaphragms, two photoelectric converters, two AC amplifiers, two phase demodulators, a reversible counter and an interpolator of the G1 interference band. The drawback of the device is the use of two channels of signal processing, which imposes high requirements on tuning and leads to a decrease in the measurement accuracy, and also complicates the measurement of the angular oscillations of the object. The closest to the proposed technical entity is an opto-electronic device for measuring linear displacements, which contains an optical system for forming interference or moire bands, a discrete phototransducer optically connected to the system for forming interference or moire bands, sequentially connected to a block of drivers, A counting unit and a display unit 2 connected to a discrete phototransducer. A disadvantage of the known device is the difficulty of measuring angular oscillations. Because of the presence of angular displacements of the object, there is a divergence of the reference and signal beams at the output of the system to form interference fringes, for example, an interferometer at an angle equal to the angle of rotation of the object. This leads to a change in the spatial frequency of the following interferential or moiro OX bands 5, which leads to contact with the photosensitive layer of the discrete photoconverter not one, but several interference or moire bands, whose width may vary and complicate their calculation. The purpose of the invention is to expand the functionality by providing measurement of angular displacements. This goal is achieved by the fact that in an optical-electronic device for measuring linear displacements containing an optical system for forming interference or moire bands, a discrete photo-converter is optically coupled to the system. the formation of interference or moire bands, a series-connected block of drivers, connected to a discrete phototransducer, a block of bills and an indie block The shaper unit is made with two outputs and consists of the amplifier node of the switch and element I, connected in series to the clock generator and the control node, the outputs of the amplifier node and the main outputs of the control node are connected to the switch, the output of which is connected to the first input of the element And and the input of the node control, the first additional output of which is connected to the second input of the element AND, and the second is the second output of the block of drivers and connected to the second input of the counting block, the output of the generator such as are for. "pulse is coupled to the third input of AND gate whose output is the first output of the block and is connected to the first input of the counting unit. The drawing shows a block diagram of the proposed device. The device consists of an optical system 1 for forming interference or moire bands 5 connected in series, a discrete phototransducer 2, a block 3 of formers, a counting block k, and a display unit 5. The driver unit is made in the form of an amplifier unit 6 connected in series, switch 7 and element 8 I, clock generator 9 and control unit 10 connected to it. The device works as follows. The discrete phototransducer 2 serves to convert the optical signal into an electrical one and contains a system of parallel electrically isolated photodetectors, the width of one photosensitive layer being selected less than the width of the interference or moire band at the maximum frequency. If there are angular displacements of the object, the reference and signal beams diverge at the output of the optical system 1 to form interference or moire fringes by an angle equal to the angle of rotation of the object. The divergence of the beams leads to a change in the width of the interference or moire bands by an amount equal to 2Bini where b is the width of one interference or moire band; L is the wavelength of the source of monochromatic radiation; i is the angle between the reference and signal beams. By fixing the width of the interference or moire fringes falling on a discrete photoconverter., It is possible to uniquely determine the angular oscillations of an object:, R X-. 1 where d is the angle of deviation of the surface of the test object from the vertical plane normal to the beam incident on it; radius of a circle created from the output of a monochromatic radiator; the distance from the controlled object to the plane on which the experimental and signal beam converge. In addition, the angular oscillations of the surface of the object being monitored occur in one, for example, a vertical plane, in the initial state, when the plane of the object being monitored is normal, to the beam incident on it, from the output of the monochromatic radiator, two bands (with a maximum and minimum illumination), which are projected onto the receiving part of the discrete photoconverter 2, whose width is equal to the width of the selection of the bands. At normal displacements of the object, the boundary between the two interference fringes moves along the photosensitive surface of the discrete photoconverter 2, while the width of the interference fringes remains unchanged. If the object under test has angular oscillations of its surface, then the spatial frequency of the following interference fringes changes, i.e. their width changes. From the output of the discrete photoconverter 2, electrical signals are removed, which are fed to the input of the amplifier unit 6, from which either O or 1 is removed, depending on whether; As the band is currently on the photosensitive surface of the photodetector of the discrete phototransducer 2, the amplifier unit 6 may consist, for example, of analog signal amplifiers and comparators with a predetermined trigger threshold. The clock pulse generator 9 generates a sequence of square-wave pulses, which alternately through control 10 and switch J, interrogate the state of the photodetectors of the discrete phototransducer 2. At the output of the switch 7, a sequence of pulses is formed whose width determines the width of the interference or moire bands , projected onto discrete photoconverter 2. Pulses from the output of switch 7 are fed to the first input of element 8 I, and at the moment of their transition from state O to state 1 there is a resolution on the first input of the element 8 I, which enables the passage of pulses from the generator 9 clock pulses through the element 8 AND to the input of the counting unit. At the moment when the impulse from the output of switch 7 goes from state 1 to state O, a inhibit impulse is generated through the control node TH, which is fed to the second input of element 8 I, and thus blocks the passage of pulses from the generator output 9 clocks to the input of the counting block k, until the interrogation of all photodetectors of the discrete photoconverter 2 in the given polling period is completed. At the end of each survey cycle from the second additional output of node 10 control S10
ни формируетс короткий импульс который поступает на блок i счета, и. информаци с блока А счета заноситс в блок 5 инййкации. Узел 10 упраэлений формирует также в конце .каждого цикла опроса импульс разрешени , идущий на второй вход элемента 8 И.No short pulse is generated which is fed to the counting block i, and. the information from the account block A is entered into the injection block 5. The node 10 of the controls also forms at the end of each polling cycle a resolution impulse sent to the second input of element 8 I.
Частота импульсов с выхода генератора 9 тактовых импульсов выбира етс не меньше удвоенной максимальной частоты следовани интерФеренциOHhbix или муаровых полос, а ширина одного светочувствительного сло фотогфиемника дискретного фштопреобраэовател 2 должна быть не больше самой узкой интерференционной или муаровой полосы, получаемой при угловых колебани х объекта. При 3TOjM величина угла, на который смещаетс объект 5 относительно своей вер19 ,ЬThe frequency of the pulses from the generator output of 9 clock pulses is chosen not less than twice the maximum frequency of interfering OHHbix or moirés, and the width of one photosensitive layer of the phototransmitter of the discrete converter 2 must be no more than the narrowest interference or moire band produced by the object. At 3TOjM, the magnitude of the angle by which object 5 is displaced relative to its vert 19, b
тикальной плоскости, может быть определена из выражени tical plane can be determined from the expression
arcsi пarcsi n
IT-KIT-K
в где 0 - угол, на который смещаетс where 0 is the angle by which it shifts
объект;an object;
7 - длина волны источника монохроматического излучени ; Т - период следовани импульсов .с выхода генератора тактовых импульсов;7 is the wavelength of the monochromatic radiation source; T is the period of the following pulses. With the output of the generator of clock pulses;
k число импульсов, зарегистрированных блоком индикации. Таким образом, за счет предлагаемого выполнени блока формировате лей, обеспечиваетс возможность измерени угловых отклонений исследуемого объекта.k the number of pulses recorded by the display unit. Thus, due to the proposed execution of the block of formers, it is possible to measure the angular deviations of the object under study.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823406670A SU1035419A1 (en) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | Optical electronic device for measubring linear displacements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823406670A SU1035419A1 (en) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | Optical electronic device for measubring linear displacements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1035419A1 true SU1035419A1 (en) | 1983-08-15 |
Family
ID=21000903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU823406670A SU1035419A1 (en) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | Optical electronic device for measubring linear displacements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1035419A1 (en) |
-
1982
- 1982-03-10 SU SU823406670A patent/SU1035419A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 В 9/02, 1965. 2, Авторское свидетельство СССР № 781558, кл. Г, 01 В 11/00, 1980 (прототип). * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6333604A (en) | Relative-displacement measuring device | |
GB2084315B (en) | Interferometer | |
JPH048724B2 (en) | ||
JPH0439038B2 (en) | ||
US4500979A (en) | Optical seismic transducer | |
US5247342A (en) | Light wavelength measuring apparatus including an interference spectroscopic section having a movable portion | |
SU1035419A1 (en) | Optical electronic device for measubring linear displacements | |
JPS5828615A (en) | Measuring device for extent of shift | |
EP0609419B1 (en) | Interferometric probe for distance measurement | |
SU1188535A1 (en) | Optronic device for measuring linear and angular displacements | |
SU1083070A2 (en) | Interference device for measuring displacements | |
SU1663416A1 (en) | Interference device for measuring displacements of objects | |
SU1693380A1 (en) | Photoelectric displacement converter | |
RU1772625C (en) | Optronic linear displacement measuring device | |
SU669202A1 (en) | Loose material level meter | |
SU1173177A1 (en) | Device for measuring object displacement and index of transparent media refraction | |
SU1654651A1 (en) | Device for object motion measurements | |
SU781563A1 (en) | Object displacement photosensor | |
SU1716315A1 (en) | Device for measurement of translations of object | |
SU1075074A1 (en) | Method and device for determination of optical thickness of fabri-perrault scanning interferometer | |
SU868340A1 (en) | Linear displacement transducer | |
RU17219U1 (en) | ACOUSTOPTIC DEVICE FOR MEASURING MOVEMENTS | |
SU896392A1 (en) | System for registering displacements in optical electronic measuring devices with interferential modulation | |
SU1165884A1 (en) | Device for measuring fractional part of interference band | |
SU1668863A1 (en) | Method of lens decentering and apparatus thereof |