SU1096497A1

SU1096497A1 - Device for measuring linear displacements

Info

Publication number: SU1096497A1
Application number: SU823494680A
Authority: SU
Inventors: Суня Абрамович Бармаш; Стасис-Альгимантас Юозович Будгинас; Юрий Яковлевич Бузов; Ленгинас Ионо Кулис; Борис Ильич Минцерис; Георгий Нухимович Нотен
Original assignee: Вильнюсский Филиал Экспериментального Научно-Исследовательского Института Металлорежущих Станков
Priority date: 1982-09-27
Filing date: 1982-09-27
Publication date: 1984-06-07

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее два растровых фотоэлектрических преобразовател , ка}кдый из которых состоит из оптически св занных источника света , измерительного и индикаторного растров, фотоприемника, измерительные растры скреплены один с другим датчик положени и блок переключени , вход которого подключен к датчику положени , отличающеес Тем, что, с целью повьшени его быстродейсти , оно снабжено сумматором, входы которого св заны с фотоприемниками фотоэлектрических преобразователей , на один из измерительных растров нанесена маска, длина которой меньше длины измерительного растра, а ширина измен етс в направлении перемещени измерительного растра по трапецеидальному закону, датчик положени выполнен в виде дополнительного источника света и дополнительного фотоприемника, оптически св занных с маской, выходы блока переключени соединены с источниками света фотоэлектрических преобразователей . 2. Устройство по п. 1, о т л ичающеес тем, что блок переключени выполнен в виде дифференциального усилительного каскада, один из входов которого подключен к источнику опорного напр жени , второй вход вл етс входом блока, а выходы дифференциального усилительного кас kaдa вл ютс выходами блока. N ю К|1. A DEVICE FOR MEASURING LINEAR DISPLACEMENTS containing two raster photoelectric converters, each of which consists of an optically coupled light source, a measuring and indicator raster, a photodetector, measuring rasters are bonded to one another and a position sensor and switching unit, the input of which is connected to A position sensor, characterized by the fact that, in order to increase its speed, it is equipped with an adder, whose inputs are connected to photodetectors of photoelectric converters, to one of measuring rasters a mask is applied whose length is less than the length of the measuring raster, and the width varies in the direction of movement of the measuring raster along the trapezoidal law, the position sensor is made as an additional light source and an additional photo receiver optically connected to the mask, the outputs of the switching unit are connected to the light sources photoelectric converters. 2. The device according to claim 1, wherein the switching unit is designed as a differential amplifier stage, one of the inputs of which is connected to a reference voltage source, the second input is the input of the unit, and the outputs of the differential amplifier circuit are block outputs. N you K |

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени линейню: перемещений в разлпчпьпс системах, напрн-jlep в станкак с программным управлением .The invention relates to a measurement technique and can be used to measure a line: displacements in different systems, vnr-jlep in a computer-controlled machine.

Наиболее близк - к изобретеншо вл етс устройство дл измерени линей1-1ых еремещений, содержащее два растровых фотоэлектрическш-: преобра .зооател , калодьй нз которых состоит из оптически св занных источника света,, измерительного и индикаторого растров, сЬотоприемнгПса, измериельные растры скреплены один с друим , датчик положени и блок переклюени , вход которого подключен к атчику положени tlj.Closest to the invention is a device for measuring linear 1–1 displacements, which contains two raster photoelectric transducers: a transformer of the coater, which consists of optically coupled light sources, measuring and indicator rasters, pick-ups, measuring rasters are bonded with one another. , position sensor and switching unit, the input of which is connected to the tchj position switch.

Недостатком известного устройства вл етс ограниченное быстродействие.A disadvantage of the known device is the limited speed.

Цель изобретени повьЕпение быстродействи устройства.The purpose of the invention is to increase the speed of the device.

Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл измерени линейых перемещений, содержащее два. растровых фотоэлектрических преобразовател , каждый из которых состоит из оптически св занных источника света, измерительного и индикаторного раст poBj фотоприеммика, измерительные растрьг скреплены один с другим, датчик положени и блок переключени , вход которого подключен к датчику положени , снабжено сум атором, входы которого Св заны с фотоприемниками фотоэлектрических преобразователей , (la один из измерительных растров нанесена маска, длина которой меньще длины измерительного растра, а ширина измен етс в направлении перемещени нзмарительного растра по трапецеидальному закону, датчик положени выполнен в виде дополнительного источника света и дополнительного фотоприемника., оптически св занных с маской, выходгл блока переключени соединены с источниками света фотоэлектрических преобразователей .This goal is achieved in that a device for measuring linear displacements containing two. raster photoelectric converters, each of which consists of an optically coupled light source, measuring and indicator height poBj photo-reception, measuring gaps are connected to each other, a position sensor and a switching unit, the input of which is connected to a position sensor, is equipped with an accumulator, whose inputs are connected with photodetectors of photoelectric converters, (la one of the measuring rasters a mask is applied, the length of which is less than the length of the measuring raster, and the width changes in the direction of movement In contrast to the trapezoidal screen, the position sensor is made as an additional light source and an additional photodetector. Optically coupled to the mask, the output of the switching unit is connected to the light sources of the photoelectric converters.

Причем блок переключени выполнен в }зид,е дифференциального yc;н.питeJ: ьного каскада, один из входов которого подключен к источнику опорного напр жени , второй вход вл етс входом блока, а выходы дифференциального усютительного каскада, вл ютс выходами блока.In addition, the switching unit is made in iid, differential e c; n.power: the cascade, one of the inputs of which is connected to the reference voltage source, the second input is the input of the block, and the outputs of the differential adjustment cascade are the outputs of the block.

На фиг, 1 представлена Фзшкционапьна схема предлагаемого устройства; па фиг. 2 - функциональна схема блока переключени ; на фиг. 3 график изменени величины сигнала, снимаемого с дополнительного фотоприемника .FIG. 1 shows the FSC scheme of the proposed device; pas figs. 2 - functional block switch circuit; in fig. 3 is a graph showing the change in the magnitude of a signal taken from an additional photodetector.

Устройг гзо содержит источники света 1и 2, оптически св занные с ними измерительные растры 3 и 4, скрепленные друг с другом индикаторные растры 5 и 6, фотоприемники 7 и 8, усилители 9 и 10, входы которых подключены к фотоприемникам 7 и 8, сумг-шторы 11 и 12, входы которых подключены к выходам усилителей 9 и 10, дополнительный источник 13 света, оптически св занна с ним маска 14, нанесенна на один из измерительных: растров., дополнительный фотоприемник 15, усилитель 16, подключенный входом к дополнительному фотоприемникуThe device includes light sources 1 and 2, optically coupled measuring rasters 3 and 4, indicator rasters 5 and 6 connected to each other, photoreceivers 7 and 8, amplifiers 9 and 10, whose inputs are connected to photoreceivers 7 and 8, sum- the curtains 11 and 12, whose inputs are connected to the outputs of amplifiers 9 and 10, an additional source of light 13, an optically coupled mask 14 applied to one of the measurement: raster., an additional photodetector 15, an amplifier 16 connected by an input to an additional photoreceiver

15,блок 17 переключени , вход которого подключен к выходу з-силител 15, a switching unit 17, the input of which is connected to the output of the s-silica gel

16,а выходы соединены с источниками 1 и 2 света, блок 18 питани , выходы которого соединены с источниками 1 и 2 света и блоком 17 переключени . Блок 17 переключени состоит нз дифференциального усилительного каскада 19., источника 20 опорного16, and the outputs are connected to sources 1 and 2 of light, power supply unit 18, the outputs of which are connected to sources 1 and 2 of light and switching unit 17. The switching unit 17 is composed of a differential amplifier stage 19., the reference source 20

напр жени ,,stress ,,

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Источники 1 и 2 света освещаютSources 1 and 2 light illuminate

растровые сопр жени , образованные измерительнь&ш 3 и 4 идцикаторными 5 и 6 растрами. При перемещении измерительных растров 3 и 4 относиельно индикаторньгк , 5 и 6 на фотоприемниках 7 и 8 формируютс сиз налы , постунаюи ие на входгл усилителейraster interfaces formed by & w 3 and 4 with 5 and 6 rasters. When moving the measuring rasters 3 and 4 relative to the indicative ones, 5 and 6, on the photodetectors 7 and 8, the system generates signals that are applied to the input amplifiers

9и 10. На выходах усилителей 9 и9 and 10. At the outputs of the amplifiers 9 and

10фop fflpyютc синусоида„ггьно и ко- синусоидально измен ющ.иес сигналы,10fop fflpyyus s sinusoid "henno and sinusoidally changing signals,

поступающие на входы сумматоров 11 и 12, Дополнительный источник 13 света формирует световой поток, проход щий через маску 14 и попадающий на фотоприемник 15, выходной сигналincoming to the inputs of the adders 11 and 12, Additional source 13 of light forms a luminous flux passing through the mask 14 and falling on the photodetector 15, the output signal

с которого усаливаетс усилителем 16 и поступает на вход блока 17 переключени .from which is amplified by amplifier 16 and fed to the input of switching unit 17.

Блок 17 переключени (фиг„ 2) управл ет то.ком питани источников 1 и 2 света Б зависимости от величины с.игнала. поступающего на вход диф- т ференцисшьного усилительного каска .да 19, на второй вхо,ц которого поступает опорное напр жение с источника 20 опорного напр жени . При перемещен ш измерительных растров 3 и 4 величина сигнала, снимаемого с дополнительного фотоприемника 15, измен етс от максимального до минимального значений (фиг, 3), что приводит к перектоочению источников 1 и 2 света. Переключение источников 1 и 2 света начинаетс при приближении места скреплени измерительных 3 и 4 к индикаторным 5 и 6 растрам, причем вследствие того, что ширина маски измен етс по трапецеидальному закону, сигнал, формщзуемый дополнительным фотоприем ником 15, измен етс по ли хейному закону /фиг. 3) „ Линейный закон изменени сигнала на выходе дополнительного фотоприемника 15 приводит к тому, что обща величина светового потока, формируемого источниками 1 и 2 света, не из97 При этом не измен етс вемен етс . личина сигналов, формз1руемых на , выходе сумматоров 11 и 12. При прохождении места скреплеитш измерительных 3 и 4 и индикаторных растров 5 и 6 происходит обратное переключение источников 1 и 2 света. Таким образом , информационные сигналы на выходе с 7-1маторов 11 и 12 не измен ют своей амплитуды при перемещении скрепленных измерительных растров 3 и 4 относительно индикаторных 5 и 6. Использование устройства позвол ет производить измерени линейных перемещений с помощью скрепленных измерительных растров на длине,- превьшгающей длину отдельного измерительного растра, что обеспечивает высокую точность и быстродействие. Экономический эффект от- внедрени одного устройства составит приблизительно 5 тыс, руб.Switching unit 17 (Fig. 2) controls the current commanded by the power supply sources 1 and 2 of light B depending on the value of the signal. the input to the differential of the amplification amplification helmet. da 19, the second input, the center of which receives the reference voltage from the source 20 of the reference voltage. When the measuring rasters 3 and 4 are moved, the magnitude of the signal taken from the additional photodetector 15 varies from the maximum to the minimum values (FIG. 3), which leads to re-incidence of sources 1 and 2 of the light. Switching the sources 1 and 2 of the light begins when the measuring point 3 and 4 are attached to the indicator 5 and 6 rasters, and due to the fact that the width of the mask varies according to the keystone, the signal compounded by the additional photodetector 15 changes according to the reference law / FIG. 3) The linear law of change of the signal at the output of the additional photodetector 15 leads to the fact that the total value of the luminous flux generated by the sources 1 and 2 of the light is not from 97. At the same time, the change does not change. The mask of the signals formed on the output of adders 11 and 12. When passing through the place of fastening measuring 3 and 4 and indicator rasters 5 and 6, the reverse switching of sources 1 and 2 of light occurs. Thus, the output information signals from 7-1mators 11 and 12 do not change their amplitude when moving the fastened measuring rasters 3 and 4 relative to the indicator 5 and 6. Using the device allows to measure linear displacements with the help of fastened measuring rasters on the length, - exceeding the length of the individual measuring raster, which provides high accuracy and speed. The economic effect from the introduction of a single device will be approximately 5 thousand rubles.

% mffx% mffx

/rttn/ rttn

Л/ L /

(Риг.з(Rig.z

Claims

1. DEVICE FOR MEASURING LINEAR MOVEMENTS, containing two raster photoelectric converters, each of which consists of optically coupled light sources, measuring and indicator rasters, a photodetector, measuring rasters are bonded to each other '; a position sensor and a switching unit, the input of which is connected to a position sensor, characterized in that, in order to increase its speed, it is equipped with an adder, the inputs of which are connected to photodetectors of photoelectric converters, a mask is applied to one of the measurement rasters, the length of which is less than the length of the measurement raster, and the width changes in the direction of movement of the measuring raster according to the trapezoidal law, the position sensor is made in the form of an additional light source and an additional photodetector optically connected to the mask, the outputs of the switching unit are connected to the light sources of the photoelectric converters.

2. The device according to p. ^ Characterized in that the switching unit is made in the form of a differential amplifier stage, one of the inputs of which is connected to a reference voltage source, the second input is an input of the unit, and the outputs of the differential amplifier stage are outputs of the unit.

. SU 1096497