SU1081412A1 - Устройство дл интерпол ции - Google Patents

Устройство дл интерпол ции Download PDF

Info

Publication number
SU1081412A1
SU1081412A1 SU787770304A SU7770304A SU1081412A1 SU 1081412 A1 SU1081412 A1 SU 1081412A1 SU 787770304 A SU787770304 A SU 787770304A SU 7770304 A SU7770304 A SU 7770304A SU 1081412 A1 SU1081412 A1 SU 1081412A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
coarse
pulses
measurement
image
interpolation
Prior art date
Application number
SU787770304A
Other languages
English (en)
Inventor
Герд Йэгер
Клаус Иррганг
Детльеф Хейденблут
Original Assignee
Феб Комбинат Нагема (Инопредприятие)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Феб Комбинат Нагема (Инопредприятие) filed Critical Феб Комбинат Нагема (Инопредприятие)
Application granted granted Critical
Publication of SU1081412A1 publication Critical patent/SU1081412A1/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24404Interpolation using high frequency signals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕРПОЛ Я1ШИ« соперисашее из внтерфероме1ь.; {Шческой с семы, фотоэлекфЕгаеск1{х при- емншсов усилителей, триггеров, логических схем, счетчикои, цифрювых cwoveM |(л  измерени  алины или угла и привоц- И . «. - г,.-:«,Л ных механизмов, отличающеес  тем, -ЧТО фотоэлектрические считывающие, элементы, в частности фотоэлектрические приемники 1, поаключены к усилителю 3, триггеру 4, счетчику грубого отсчета 8 и след щей логической схеме 7, триггер 5 подключен к усилителю 3, триггер 5 соединен со след щей логической схемой 7, контакты 16,17 и 18 соединены с о ограничительной логической схемой 6, управл 1ие двигателем 10 соединено с двигателем 11, к двигателю 11 подкл1очена передача 12, а между передачей 12 и контактами 16 и 17 расположены ходовой : винт 13 И деталь 14 с внутренней Q 9 резьбой, и к цифровой системе дл  измерени  длины или угла подключен счетчик (Л 9 точного отсчета.

Description

110 Изобретш1Ив касаетс  устройства цл  интерполавдии в периодических распред&литеп х , например интерференциальных:, которые имеютс  в оптических измерительных устройствах дл  измерени  величин: пути, угла, показател  преломл&ни , а также производных от них величин силы, давлени , скорости твердости, соотношени  компонентов смеси, концент рации в т.д. Особой областью применени  устройства  вл етсй применение дл  интерференциальных измерений, если требуетс  очень высока  разрешающа  способность. Интерпол ционные устройства служат дл  разделени  периода первичного сигна ла на эквидистантные рассто ни . Лл  этого разделени  самые известные интерпол ционные устройства требуют два первичных сигнала М., х и X. cos л . При прохожиа1ии через нуль интер; полированных аналоговых сигналов Запус каютс  с помошью триггеров импульсы, вследствие чего получаетс  эквидистант ное раздел@1ие. Ошибки интерпол ции по вл ютс , если наступаетсмешение прохождений через нуль без изменени  измер ем величины. Такие ошибки интерпол ции могут быть вызваны изменени ми параметров пер вичного сигнала: амплитуды, фазы, посто нной составл к цей и спектра. Дл  характеристики известных теошических решений привод тс  два примера Сетевс интерпол тор ( Johanrisen, ТН.: Zum Verhalten der Signalperioden eines Theodoliten mit elektroop tischer Kreisteilablesung,Universi -1 fo ЛП1 v« 17. .A J«..... tat Bonn, 1967), использует наложение напр же-. , НИИ пе эвичных сигналов {/ и 1/2 и их отрицаний в подход щих сет х на сопротивлени Ех , чтобы из этого получить про хождени  через нуль и, таким образом, .точки интерпол ции. Этот интерпол тор пригодез дл  малых факторов интерто  аии. Изменени  амп и-г туды, фазы и посто нной составл ющей вызывают ошибки интерпол ции., Известен также электрсданолучевой интерпол тор, с помошью которого дости гаютс  более вь(сокие факторы интерпол ции. {Tr tscher О.: ОЪег Fragen der digitalen WegmeSsung mit fotoelektrischen WegnseBgerMten hoher Auf 16sung , Optik 28, Heft 8, 1968/69; Trotscher 0.: Einrichtung zur Interpolation DE-AS 1266989). Зцесь в основу положен принцип, два на ЭО смещенных первичных сигнала образуют вращакидеес  поле с установленным направлением вращени . Напр же-- ни  сигналов подаютс  на отклон ю ше пластины электронно-лучевой трубки, и полный оборот электронного луча соответ ствует сильно увеличенному периоду растра . Если вместо люминесцентного экрана примен ют провод щие растровые диски, то получают интерполированные выходные сигналы. Эффективность такой схемы ограничиваетс  геометрией трубки, ошибками юстировки растровь1х дисков, а также точностью катодной, решетчатой и анодной системы. Изменени  амплитуды, фазы и посто нной составл ющей вь;зывают и здесь (D отличии от изобретени  ) ошибки интерпол ции. Цель изобретени  заключаетс  в том, чтобы интерполировать измен ющиес  в зависимости от измер емой величины периодические распределени  интенсивности с высокой степенью интерпол ции ( 10О), причем затраты технических приборов не завис т от высоты степени интерпол ции, а работоспособность независима от вида периодического распределени ,. Устройство функционирует безошибочно и в том случае, если измен етс  дифференциальное значение между максимальной и минимальной интенсивностью (при интерференциальных распределени х дифференциальное значение между максимальной и минимальной интенсивностью облучени ), как и абсолютное значение ин- тенсивности (при интерференциальных рас- пределени51х абсолютное значение интенсивности облучени -) периодического рас-- е пределени . Хот  приблизительные значени  (импульсы грубого регулировани ) и интерполированные точки значени  (импульсы точного регулировани ) образуютс  отдельно в раздельных системах, за счет соответствующей логической операции, даже при относительно большой неопределенности расположени  импульсов грубого регулировани  :(неопределенность при включении включающего фронта импульса) происходит безошибочное суммирование импульсов грубого и точного регулировани . Нар ду с возможностью достижени  высокой степени интерпол ции можно уотанавливать любую степень интерполйции простым образом, В основу изобретени  положена зацача создани  интерпол ционного устройства, которое на основе измен ющихс  в посто  нной зависимости от измер емой велимилы распределений интенсивности интер пол ции при сравнительно малых затратах технических приборов и высокой нацежкости в эксплуатации. Такие периодические распределени  интенсивности выступают, например, в интерференциальных измерительных устройствах . Так можно посредством распо ложени  интерферометра, который использует интерференции одинаковой толщины , проводить измерение длин. Если оба интерферометрических зеркала образу ют маленький угол и одно зеркало измен ет свое положение в направлении света, параллельно самому себе, тогда возникает такое периодическое распреде ление интенсивности. Здесь изменение интерференциального пор дкового числа  вл етс  точной мерой дл  измер емой величины. Рассто ние между двум  со седними максимумом и минимумом соот ветствует одному пор дку. Дл  определени  изменени  измер емой величины надо определить предназначенное количество целых пор дков и дробных час/ей. Количество целых пор дков представл ет собо в этом случае приблизительное значение, а остающиес  дробные части - точное значение. Таким образом, в этом случае приблизительное значение - целое кратаое одного пор дка. Конечно, можно выбрать такое сопротивление, что приблизительное значение соответствует целому кратному любого значени  пор дка. Поставленна  цель достигаетс  тем,. что к фотоэлектрическим считывак цвм элементам, в частности к фотоэлёктр ческим приемникам, подключают оаив уси литепь. один триггер,один счетчик грубо го отсчета и одну след щую логическую схему. Другой триггер включаетс  между усилителем и след щей логической схемой Необходимые контакты соединены с ограничительной логической скемой.св занной со след щей логической схемой. К след щей логической схеме присоедин етс  схема управлени  двигателем. Схема управлени  двигателем соедйь н етс  с двигателем, снабженным передачей . Кроме того,предусматривают ходовой винт и деталь с внутренне резьбой между передачей и контактами. 1 412 К цифровой систе у1е кзмере11;ш цлины илд утла подключаетс  счетчик точного отсчета . Обработка сигналов между считыванием и индикацией измер емой величины выполн етс  следующим образом. Фотоэлектрические считывающие элементы , например фотоэлектрические приемники , которые считывают распределение интенсивности k началу, после или во . врем  измерени , поворачиваютс  друг к другу относительно картины распределени  интенсивности так, что считывают; щие элементы позиционируютс  в определенных положени х относительно опр&деленных эквидистантных исходных точек I распределени  интенсивности. Такими оп- определенными эквидистантными, исходными точками могут быть сами максимуме и минимумы или любые точки, котррые выбираютс  на посто нном расхзто нвм от них. Считьшающие элементы служат, вопервых , в соединении со счетчиком, который следует назвать счетчиком грубого отсчета, дл  определени  приблизительного значени , а, во-вторых дл  след щего управлени . Посредством этого управлени  считывающие элементы привод тс  в определенное положение относительно эквидн стантных исходных точек. Эти положени  называют местами слеже и . Отно-сйтельный путь, проход щий во врем  процесса слежени  между считывающими .эло ментами и картиной распределени  интеН сивности, можно измерить посреаством известных приборов дл  измерени  длины или утла. Если измер ют относительнь1й путь, например инкрементально, то регистрируютс  соответствующие точному значению импульсы, далее называемые точными импульсами, в следукицем счетчике, так называемом счетчике точного отсчета. Однозначную взаимосв зь между приблизительным значением (так называемые грубые импульсы) и точным значением ( точные импульсы) - как при ошибочном положении вклю1чаюше о фронта импульса гак и бесперебойную работу в любой об ласти измерени  достигают следующим образом. Предполагают, что между двум  cooedними местами слежени  находитс  Л1р6ое отличное от нул  посто нное количество грубых импульсов. Количество точных импульсов . , кото рые соответствуют одному грубому им-, пульсу, получаетс  при делении количества точных импульсов f , которые соот ветствуют рассто нию между двум  со сеаними местами слежени , на количество грубых импульсов X, которь:е имеюп с  между соседними местами слежени , т.-е.„ , f LN . . G/ X При определении napasvievpOB устройст ,. тветственных за создание грубых им: ульсов и мест слежени , надо учитыват требование, чтобы допустима  область положени  грубых импульсов, котора  получаетс  за счет неопределенности включающих фронтов импульсов, и до- „ пустима  область, результирующа с  из неопределенности слежени  в определенных местах слежени , не перекрывались. Грубые и точные импульсы считываютс  в зависимости от направлени . Знак, с которым точные импульсы должны складыватьс  с грубыми импульсами дл  образовани  результата измерени , получаетс  из с едукнцего определени : управл етс  система слежени  при опре деленном относительно участка картины распредело1ии интенсивности так, что по вл ютс  позитивные грубые импульсы а все точные импульсы, поступающие при этом направлении управлени , счи- тают отрицательными и наоборот. Так как после или во врем  изм&нени  измер емой величины, когда до стигнуто одно из соседних мест слеже ни , либо сумме грубых импульсов внутр области слежени  дает О и регистриру етс  значение слежени  (количество точ ных импульсов), либо из суммы всех грубых импульсов, котора  представл ет значение, соответствующее рассто нию между двум  соседними местами слежен вычитаетс  значение слежени , и происх дит безошибочна  индикаци . При этом безразлично, в каком из соседних мест слежени  происходит слежение . Благопри тные соотношени  относительно времени слежени  получают, если приблизительно в середине между двум  соседними местами слежени  принимают рещение подойти, к левому или правому месту слежени . При соответственно мёдл«1ном изменени измер емой величины может наступить случай, когда механическа  часть след щего устройства, котора  несет все считывающие элементы, имеет синхронный ход с движением смшцени  распределени  интенсивности. Но, так как участок изоСражени  распределени  интенсивности ограничен относительно поверхности, то считывающие элементы выход т из участка изображени . В этом случае область изменени  была бы ограничена размер-;1.,и участка изображени . Область измерени  можно любым образом расширить, если разместить ограничительные KOHTaE fbij которые вызывают, то, что механическа  часть след щего устройства, котора  несет считывающие элементы, отводитс  назад почти до середины участка изображени . Во BJзeм  отвода назад след щее уп- равление блокировано. После отвода назад включаетс  управление ограничени  и снова запускаетс  механизм слежени . При этом неважно точное положение контактов . Это воздействие извне, которое обуславливает локальное перемещение считывающих элемен.тов после или во врем  изменени  значени  измерени , не вли ет на правильную индикацию знач&ни  измерени , так как во врем  процесса управлени  регистрируютс  также значени  в счетчика точного отсчета с обратным знаком, как и значени  в счет чике грубого отсчета, и исключаетс  вли ние управлени  при образовании ре« зультатов измерени . На фиг. 1 приведена принципиальна  схема дл  осуществлени  способа; на фиг. 2 - последовательность сигналов. К четырем фотоэлектрическим прием никам 1 (фиг. 1) попарно дифференциального включени  подключаютс  усилитель 3, триггер 4, счетчик 8 грубого отсчета и след ща  логическа  схема 7. Триггер 5 соедин етс  как с усилителем 3, т1к и со след щей логической схемой 7. Контакты 16-18 подведены к ограничительной логической схеме 6, св занной со след щей логической схемой 7. След ща  логическа  схема 7 уплавлеет двигателем Ю, к которому присоединен двигатель 11. Передача 12, св занна  с двигателем 11, соединена с ходовым винтом 13 и деталью 14 с внутренней резьбой. Кроме того, к цифровой системе измерени  длины и угла подключаетс  счетчик 9 точного отсчета. Устройство работавт следующим об- разом. Четыре фотоэлектрических приемника 1 считывают интерференционную картину 2. Положение четырех приемников (фиг.2а) определ етс  с помощью двигател  Ц, передачи 12, ходового винта 13 и уста ноБОчного элемента 14 с внутренней резьбой, в котором жестко прикреплены поступательно передвигаемые приемники На фиг, 2в показаны поступившие с приемников 1 и усиленные усилител ми 3 напр жени  U и U . Характеристики напр жени , представленные (фиг. 2в) получаютс  при смешении интерференционной картины 2 при изменении измер  емсй величины. Напр жени  преобразуют с  в пр моугольные сигналы посредством триггеров 4 и 5. С триггера 4 поступа ют последовательности сигналов, служащие дл  грубого счета (фиг. 2с), При этом целые периоды считывают с  только на отрицательных включающих фронтах сигнала х-. Количество импуль сов, подсчитанных таким образом,счетчи ком 8 грубого отсчета, представл ет приблизительное значение. Триггер 5, состо щий из дврс ступеней сравнени , преобразует сигнал U последователь ности сигналов Xj и-х. (фиг. 2 ). Со ответственно (фиг. 2 ) места слежени  обозначены состо нием. 1. Дл  ограничени  области слежени  установочный элемент 14с внутренней резьбой, контакты 16 и 17 расположены на концах облас ти. Если приводитс  в действие боковой контакт 16 и 17, то логическа  схема ограничени  со значе нием сигнала yif- L( управл ет перемен , щением в направлении середины области слежени  установочного элемента 14 с внутренней резьбовой. Выходной сигнал логической схем 6 ограничени  принимает значение О. и логическа  схема 6 ограничени  отключаетс , если установочный элемент 14 с внутренней резьбой находитс  в середине области, т.е. если приведен в аействие контакт 18. В логической схеме 7 с в. жени  сигналы ..,,x логически...преобразуютс  в сигналы х, и хп, причем X, означает левый хрц детали 14 с внутренней резьбой, а х jj - правый ход детали 14 с внутренней резьбой, (фиг.20 е, f) следующим образом - Y2 При X Xj х. - U деталь 14 с внутренней резьбой останавливаетс  на месте слежени . Выходные сигналы логическое схемы 7 слежени  управл ют двигатель 11 посредством управлени  двигателем Ю. Вращение двигател  11 переноситс  с помощью передачи 12 и ходового винта 13 на фиксированную от поворота деталь 14 с внутренней резьбой, котора  движет с  поступательно. Дл  определени  веп чины поступательного движени , которое практически представл ет точное значение , вращательные движени  ходового винта 13 преобразуютс  инкрементал ным датчиком 15 с ротационным принципом действи  в точные импульсы. Точные импульсы регистрируютс  в счвтч чике 9 точного отсчета с правильными знаками. Зризнано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной ведомством по изобретательству Германской Демокраи т чвской Реснублик ,
Апплитуда
Нипрвжение

Claims (1)

  1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕР-
    ПОЛЯЦИИ, содержащее из ин терферометрической схемы, фотоэлектрических при- емников, усилителей, триггеров, логических схем, счетчикои, цифровых систем для измерения длины или угла и приводных механизмов, о тличаюшееся тем, .что фотоэлектрические считывающие, элементы, в частности фотоэлектрические приемники 1, подключены к усилителю 3, триггеру 4, счетчику грубого отсчета 8 и следящей логической схеме 7, триггер 5 подключен к усилителю 3, триггер 5 соединен со следящей логической схемой 7, контакты 16,17 и 18 соединены с о ограничительной логической схемой 6, управление двигателем 10 соединено с двигателем 11, к двигателю 11 подключена передача 12, а между передачей 12 и контактами 16 и 17 расположены ходовой ; винт 13 И деталь 14 с внутренней с резьбой, и к цифровой системе для изме- S рения длины или угла подключен счетчик 9 точного отсчета.
    SU .1081412
SU787770304A 1977-10-19 1978-09-20 Устройство дл интерпол ции SU1081412A1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD20158377A DD145478A3 (de) 1977-10-19 1977-10-19 Vorrichtung zur interpolation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1081412A1 true SU1081412A1 (ru) 1984-03-23

Family

ID=5510112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU787770304A SU1081412A1 (ru) 1977-10-19 1978-09-20 Устройство дл интерпол ции

Country Status (4)

Country Link
CH (1) CH637481A5 (ru)
DD (1) DD145478A3 (ru)
DE (1) DE2831670A1 (ru)
SU (1) SU1081412A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3412557A1 (de) * 1984-04-04 1985-10-24 Mauser-Werke Oberndorf Gmbh, 7238 Oberndorf Laengenmesseinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
CH637481A5 (en) 1983-07-29
DE2831670A1 (de) 1979-05-03
DD145478A3 (de) 1980-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0039082B1 (en) Method and apparatus for measuring the displacement between a code plate and a sensor array
US2880512A (en) Measuring apparatus
US5127035A (en) Pulse counter circuit and displacement measuring device
NL8005258A (nl) Interferometer.
US4595294A (en) Position detecting device
SU1081412A1 (ru) Устройство дл интерпол ции
US3724959A (en) High precision photoelectric microscope for reading the mark of a precision ruler
US3502414A (en) Optical electric system
US3941980A (en) Scanning photoelectric microscope
US3103651A (en) Apparatus for indicating the numerical measured values of unnumbered scales
CN114885085A (zh) 一种基于磁栅尺的寻零精确定位方法
US4143268A (en) Arrangement for measuring angles
US3512006A (en) Automatic recorders for precision goniometers or length measuring instruments employing coarse and fine scales
JPS5827847B2 (ja) 角度測定用の光学配列
JPH0143243B2 (ru)
JPH0342611B2 (ru)
JP3318843B2 (ja) 位置検出器の原点検出方法と検出システム
RU2138014C1 (ru) Устройство для автоматизированного измерения малых угловых перемещений
JP2547334B2 (ja) 位置検出装置
JP2547333B2 (ja) 位置検出装置
US2918215A (en) Counting devices
RU2069309C1 (ru) Оптико-электронный широкодиапазонный измеритель линейных смещений
US3152325A (en) Hybrid optical encoder
JPH0460601A (ja) 撮影レンズの位置検出装置
US3391283A (en) Measuring device having analyzer for comparing pulses from scale and from cathode ray tube coupled to interferometer output