SU1114881A1 - Device for measuring object linear displacements - Google Patents
Device for measuring object linear displacements Download PDFInfo
- Publication number
- SU1114881A1 SU1114881A1 SU823530549A SU3530549A SU1114881A1 SU 1114881 A1 SU1114881 A1 SU 1114881A1 SU 823530549 A SU823530549 A SU 823530549A SU 3530549 A SU3530549 A SU 3530549A SU 1114881 A1 SU1114881 A1 SU 1114881A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- unit
- input
- correction
- output
- output unit
- Prior art date
Links
Abstract
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА, содержащее двухлучевой интерферометр с двум фотоэлектрическими преобразовател ми , блок определени направлени перемещени , рёверсивньй счетчик, информационный и управл ющий входы которого соединены с выходами блока определени направлени перемещени и первый блок коррекции, вход которого соединен с выходом первого фотоэлектрического преобразовател , отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени , оно сна°бжено частотным дискриминатором , вход которого соединен с информационным входом реверсивного счетчика, делителем частоты, информационный и установочный входы которого соединены соответственно с информационным и управл кщим входами реверсивного счетчика, блоком задержки , вход которого соединен с выходом делител частоты, в.торым блоком коррекции, вход которого соединен с выходом второго фотоэлектрического преобразовател , (Л выходы блоков коррекции св заны с входами блока определени направлени перемещени , управл ющие входы блоков коррекции соединены с выходами частотного дискриминатора, делител частоты и блока задержки.A DEVICE FOR MEASURING LINEAR OBJECT DISPLACEMENTS containing a two-beam interferometer with two photoelectric transducers, a moving direction determining unit, a reversible counter, the information and control inputs of which are connected to the outputs of the moving direction determining unit and the first correction unit that has an input connected to the output unit and the first rectifier, which connects to the output unit, and the first correction unit, whose input is connected to the output unit, and the first correction unit, the input connected to the output unit, and the first offset unit, which is connected to the output unit and the first correction unit, whose input is connected to the output unit, connects to the output unit of the displacement direction detection unit, and a first correction unit that is connected to the output unit and connected to the output unit and the first correction unit whose input is connected to the output unit and the first offset unit, whose input is connected to the output unit and the first correction unit, whose input is connected to the output unit and the first correction unit, the input unit connected to the output unit, and the first correction unit, the input unit connected to the output unit. , characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, it sleeps & frequency discriminator, the input is It is connected to the information input of a reversible counter, a frequency divider, the information and installation inputs of which are connected respectively to the information and control inputs of the reversible counter, a delay unit whose input is connected to the output of a frequency divider, the second correction block whose input is connected to the output of the second photoelectric converter, (L outputs of correction blocks are connected to the inputs of the block for determining the direction of movement; the control inputs of the correction blocks are connected to the outputs of the -frequency discriminator, frequency divider and delay unit.
Description
4four
00 0000 00
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дп измерени линейных перемещений различных объектов.The invention relates to a measurement technique and dp measurements of linear displacements of various objects can be used.
Известно устройство дл измерени линейных перемещений объекта, содержащее двухлучевой интерферометр с двум фотоэлектрическими преобразовател ми , блок определени направлени перемещеаиЯэ реверсивный счетчик , ииформахцюпный и управл ющие входы которого соединены с выходам -; блока определени направлений пере1-1ещени , а также вспомогательный интерферометр. В устройстве осуществл етс коррекщ результатов измерени при изменении длины опорного плеча основ ого ир терферометра jj .A device for measuring the linear displacements of an object is known, which contains a two-beam interferometer with two photoelectric converters, a unit for determining the direction of displacement and a reversible counter, and for example, the control and control inputs of which are connected to the outputs -; a unit for determining the directions of translation; and an auxiliary interferometer. The device corrects the measurement results by changing the length of the reference arm of the base ir of the terferometer jj.
Недостаток устройства - по вление погрешности измерени при из менении величины посто нной и переменной составл ющих сигна.ла фототока снимаемого с фотоэлектрических преобразователей .The drawback of the device is the occurrence of measurement error when changing the value of the constant and variable components of the photocurrent signal taken from photoelectric converters.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство дл измерени линейных перемещений объекта, содержащее двухлучевой интерферометр с двум фотоэлектрическими преобразовател ми , блок определени направлени перемещени , реверсивный счетчик, информаи онньш и управл ющий входы которого соединены с вьrxoдa блока определени направлени перемещени и первый блок коррекции, вход которого соединен с выходом первого фотоэлектрического преобразовател . Устройство также содержит вспомогательный интерферометр. В нем осуп ествл етс коррекци результатов измерени при изменении ддтины измеритепьного плеча основного ИЕггерферометра и показател преломлени среды zj .The closest to the proposed technical entity is a device for measuring linear displacements of an object, comprising a double-beam interferometer with two photoelectric converters, a moving direction determining unit, a reversible counter, the information and control inputs of which are connected to the moving direction determining unit and the first unit correction, the input of which is connected to the output of the first photovoltaic converter. The device also contains an auxiliary interferometer. In it, the measurement results are corrected when the distance is changed, measure the main arm of the Egerferometer and the refractive index zj.
Недостатком известного устройства вл етс по вление погрешности-измерений при изменении величины посто нной и переменной составл ющих сигнала фототока, снимаемого с фотоэлектрических преобразователей, при изменении мощности излучени когерентного источника света, вход щего в основной интерферометр, измененю контрастности интерференционных цолос и т.д.A disadvantage of the known device is the occurrence of measurement errors when changing the magnitude of the constant and variable components of the photocurrent signal taken from the photoelectric converters, when the radiation power of the coherent light source entering the main interferometer changes, changing the contrast of interference bands, etc.
Цель изобретени - повышение точности измерени .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.
Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл измерени линейных перемещений объекта, содержащее двухлучевой интерферометр с двум фотоэлектрическими преобразовател ми, блок определени направлени перемещени , реверсивный счетчик, информационный и управл ю1ций входы которого соединены с выходамиблока определени направлени перемещени и первый блок коррекции, вход которого соединен с выходом первого фотоэлектрического преобразовател , снабжено частотным дискриминатором; This goal is achieved in that a device for measuring linear displacements of an object, comprising a dual-beam interferometer with two photoelectric converters, a block for determining the direction of movement, a reversible counter, information and control inputs which are connected to the outputs of the block for determining the direction of movement and the first correction block whose input is connected with the output of the first photovoltaic converter, equipped with a frequency discriminator;
S вход которого соединен с информацион-ным входом реверсивного счетчика , делителем частоты, информационный и установочный входы которого соединены соответственно с инфор0 мационным и управл юп1им входами реверсивного счетчика, блоком задержки , вход которого соединен с выходом делител частоты, вторым блоком коррекции, вход которого S input of which is connected to the information input of the reversible counter, frequency divider, information and installation inputs of which are connected respectively to the information and control inputs of the reversible counter, a delay unit whose input is connected to the output of the frequency divider, the second correction unit whose input
5 соединен с выходом второго фотоэлектрического преобразовател , выходы блоков коррекции св заны с входами блока определени направлени перемещени , управл ющие входы блоков 5 is connected to the output of the second photovoltaic converter; the outputs of the correction blocks are connected to the inputs of the block for determining the direction of movement, the control inputs of the blocks
0 коррекции соединены с выходами частотного дискриминатора, делител частоты и блока задержки.0 corrections are connected to the outputs of the frequency discriminator, the frequency divider and the delay unit.
На фиг. 1 представлена функциональна схема устройства; на фиг.2 5 функциональна схема блока коррек- 1ШИ .FIG. 1 shows a functional diagram of the device; 2 a functional diagram of the correction block is shown in FIG.
Устройство содержит двухлучевой интерферометр 1 с двум фотоэлектри40 ческими преобразовател ми, состо щий из оптически св занных источника 2 когерентного излучени , светоделительного элемента 3, зеркала 4, установленного в опорной ветви, зер45 кала 5, св занного с объектом, установленного в измерительной ветви, светоделительного элемента 6, диафрагм 7, 8 фотоприемников 9, 10, блоки 11, 12 коррекции, входы кото50РЫХ соединены с фотоприемниками 9, 10, сумматор 13, входы которого соединены с выходами блоков 11, 12 коррекции , вьмитатель 14, входы которого соединены с выходами блоков 11The device contains a two-beam interferometer 1 with two photoelectric converters, consisting of optically coupled coherent radiation source 2, a beam-splitting element 3, a mirror 4 installed in the reference branch, a mirror 5 connected to the object, installed in the measuring branch of the beam-splitting element 6, diaphragm 7, 8 photodetectors 9, 10, correction blocks 11, 12, the inputs of which are connected to photo detectors 9, 10, adder 13, whose inputs are connected to the outputs of correction blocks 11, 12, transmitter 14, which inputs go connected to the outputs of blocks 11
5512 коррекции, блоки 15, 16 коррекции , входы которых соединены с выходами сумматора 13 и вычитател 14, блок 17 определени направлени перемещени , входы которого соединены с выходами блоков 15, 16 коррекции, реверсивный счетчик 18, информационный и управл ющий входы которог соединены с выходами блока 17 определени направлени перемещени , частотный дискриминатор 19, вход которого соединен с информационным входом реверсивного счетчика 18, делитель 20 частоты, информационньй и установочный входы которого соеди нены с информационным и управл ющим входами реверсивного счетчика 18, блок 22 задержки, вход которого сое динен с выходом делител частоты, управл ющие входы блоков 11, 12, 15 и 16 коррекции соединены с выход ми частотного дискриминатора 19, де лител 20 частоты и блока 21 задерж ки . Блоки 11, 12, 15 и 16 коррекции состо т из узлов 22 поддержани уро н посто нной составл ющей и узлов 23 поддержани уровн переменной со тавл ющей . Узел 22 поддержани посто нной составл ющей включает сумматор 24, амплитудные детекторы 25, 26 сум-матор 27, цифровой сумматор 28, ком мутатор 29, тактируемый блок 30 сравнени , реверсивный счетчик 31, цифроаналоговый преобразователь 32 Узел 23 поддержани уровн переменной составл ющей включает перемножитель 33, амплитудные детекторы 34, 35, вычитатель 36, цифровой вычитатель 37, коммутатор 38, такти руемый блок 39 сравнени , реверсивный счетчик 40, цифроаналоговый преобразователь 41. Устройство работает следующим образом. Световой луч, излучаемый источником 2 когерентного излучени ,делитс светоделительным элементом 3 на два луча - опорный и измерительный , которые, отразившись от зеркал 4, 5, в обратном ходе интерфе рируют на светоделительном; элементе раздел ютс на два луча светоделительным элементом 6 и, пройд диаф рагмы 7, 8 попадают на фотоприемники 9, 10. Сигналы, снимаемые с фотоприемников 9, 10 сдвинутые один относительно другого на 90, поступают на входы блоков 11, 12 коррекции, вых ной сигнал которых поступает на входы сумматора 13 и вычитател 14 Сигналы с выходов сумматора 13 и вычитател 14 поступают на входы блоков 15, 16 коррекции, вькодной сигнал которых поступает на входы блока 17 определени направлени перемещени . При перемещении зеркала 5, св занного с объектом, интерференционные полосы, формируемые на светоделительном элементе 5, перемещаютс , что приводит к По влению сигналов на входе блока 17 определени направлени перемещени . В зависимости от знака перемещени объекта блок 17 определени направлени перемещени формирует сигнал знака перемещени объекта, который nocTjTiaeT на управл ющий вход реверсивного счетчика 18, на информационный вход которого поступают импульсные сигналы с выхода блока 17 определени управлени перемещени , количество которых св зано с величиной линейного перемещени объекта. Частота сигналов, формируемых на выходе блока 17 определени направлени перемещени сигнализируетс частотным дискриминатором 19 и периодически делитс на четыре делителем 20 частоты. При изменении направлени перемещени делитель 21 частоты сбрасываетс . При прохождении на вход реверсивного счетчика 18 четырех импульсов, соответствующих перемещению одной интерференционной полосы, делитель 20 частоты формирует сигнал , запускающий блоки 11, 12, 15 и 16 коррекции, которые осуществл ют подстройку уровней посто нной и переменной составл ющих. Работа блоков 11, 12, 15 и 16 коррекции одинакова . Каждый из блоков 11, 12, 15 и 16 коррекции представл ет собой последовательно включенные узлы 22, 23 поддержани уровней посто нной и переменной составл югцих. Работа каждого из узлов 22, 23 поддержани посто нной и переменной составл ю1чих основана на анализе посто нной и переменной составл ющих информационного сигнала, сравнении с уставкой и формировании сигнала управлени , поддерживающего уровень посто нной и переменной составл кнцих неизменным.5512 correction blocks 15, 16 correction whose inputs are connected to the outputs of the adder 13 and subtractor 14, block 17 for determining the direction of movement, the inputs of which are connected to the outputs of the blocks 15, 16 correction, reversible counter 18 which is connected to the outputs the unit 17 for determining the direction of the movement, the frequency discriminator 19, the input of which is connected to the information input of the reversing counter 18, the frequency divider 20, the information and installation inputs of which are connected to the information and control moves down counter 18, a delay unit 22 whose input is soy union of a frequency divider output, control inputs of units 11, 12, 15 and 16 are connected to the correction output E of the frequency discriminator 19 frequency divisor 20 and the block 21 delayed ki. Correction blocks 11, 12, 15, and 16 are comprised of constant level components 22 and level support variable level nodes 23. The constant-support node 22 includes an adder 24, amplitude detectors 25, 26 a summator 27, a digital adder 28, a switch 29, a clocked comparison unit 30, a reversible counter 31, a digital-to-analog converter 32 A component 23 of maintaining the variable component includes a multiplier 33, amplitude detectors 34, 35, subtractor 36, digital subtractor 37, switch 38, clocked comparison block 39, reversible counter 40, digital-to-analog converter 41. The device operates as follows. The light beam emitted by the coherent radiation source 2 is divided by the beam-splitting element 3 into two beams — a reference and a measuring beam, which, having reflected from the mirrors 4, 5, interfere with the beam-splitting during the reverse course; the element is divided into two beams by the beam-splitting element 6 and, after passing through the diaphragms 7, 8, they fall on the photoreceivers 9, 10. Signals taken from the photoreceivers 9, 10 shifted relative to each other by 90 are fed to the inputs of the correction blocks 11, 12 the signal of which is fed to the inputs of the adder 13 and subtractor 14 The signals from the outputs of the adder 13 and subtractor 14 are fed to the inputs of correction blocks 15, 16, the code signal of which is fed to the inputs of the block 17 for determining the direction of travel. When moving the mirror 5 associated with the object, the interference fringes formed on the beam-splitting element 5 move, which leads to the appearance of signals at the input of the moving direction determining unit 17. Depending on the sign of the movement of the object, the movement direction determination unit 17 generates a signal of the object movement sign which nocTjTiaeT to the control input of the reversible counter 18, the information input of which receives impulse signals from the output of the movement control determination unit 17, the number of which is related to the magnitude of the linear movement object. The frequency of the signals generated at the output of the direction-determining unit 17 is signaled by the frequency discriminator 19 and is periodically divided into four by a frequency divider 20. When the direction of movement is changed, frequency divider 21 is reset. When a four-pulse counter 18 passes to the input, corresponding to the movement of one interference band, frequency divider 20 generates a signal that triggers correction blocks 11, 12, 15 and 16 that adjust the constant and variable levels. The work of blocks 11, 12, 15 and 16 of the correction is the same. Each of the correction blocks 11, 12, 15, and 16 is a series-connected node 22, 23 for maintaining constant and variable levels. The operation of each of the constant and variable components maintaining nodes 22, 23 is based on analyzing the constant and variable components of the information signal, comparing with the set point and generating a control signal that maintains the constant and variable level constant.
Аиалнз посто нной и поремен.ной состатш клцнх прово;дитс па посто нном или перемешюм токе в зависимост от скорости псре.мсишии объекта , котора определ етс частотным д скр М П1атором 19 ,The constant and current state of the wire is given by a constant or mixed current depending on the speed of the object's power, which is determined by the frequency response of the object,
)ормагдпо и1ый см гнал, поступающий на ход блока 11 коррекгдаи, подетс на DXO; сзмг.(атора 24, выходюй сигнал с которого подаетс на вход п. 33, вькодной сигнал . с которого постуггает на выход блока 1 1 ко1)рекииг1.a) Ormaggdio i1 cm drove on the course of correction block 11, goes to DXO; Scmg. (Ator 24, the output signal from which is fed to the input of item 33, the Vcodal signal. From which it signals the output of the 1 1 ko1 block), Reig1.
При малых скорост х перемещени объекта сигп;.и7ы с выхода сумматора 24 и перемножитс-ш 33 поступают на амплитудные детекторы 25, 26, 34 и 35. зaIIo Инaюlщ e максимальные и .пни:-;альиые зипчени сигналов.At low velocities, the object sigp; and 7s move from the output of the adder 24 and multiply 33 w to the amplitude detectors 25, 26, 34 and 35. on the second and the maximum: -;
Сигпа.лы с амп.нггудных детекторов 25, 26, 34 и 35 поступают на входы . 27 и вылитател 36. па выходах )1х формируетс сигнал, л})опор1гло; ал1 ПЬ Й посто нной и переменно сосгавл ю Щ1м информащ-юплого сигнала, которые, проГд коммутатор .ы 29, 38 подаютс на тактируемые блокр 30, 39 сравнени , где сравниваютс с oгIOpньj напр жением.Sigpa.ly with amp.hung detector 25, 26, 34 and 35 are fed to the inputs. 27 and face 36. pa outputs) 1x a signal is generated, l}) support; alpha1 is a constant and variable value of an information-signal, which, for example, are supplied to clocked blocks 30, 39 comparisons, where they are compared with aoGi voltage.
При поступлении импульса, с юрмируемого д,елителем 20 частоты, на одном 13 выходов тактируемых блоков 30, 39 сравнени .и зависимости от результата С1)авнсни формируютс импульсы , nocTjavaiTine а peBepctnjHHe счетчики 31 40. тн-лходHoii сигналWhen a pulse arrives, from a frequency controlled by a frequency selector 20, on one 13 outputs of clocked blocks 30, 39 comparisons and depending on the result of C1) avnsni pulses are generated, nocTjavaiTine and peBepctnjHHe counters 31 40. tn-inputHoii signal
которых в виде параллельного кода поступает на цифроаналоговые преобразователе 32, 41 выходные сигналы с которых поступают ив входы сумматора 24 и перемножител 33, поддержива неизменным уровень посто нной и переменной составл ющих информационного сигнала на выходах блоков 11, 12, 15 и 16 коррекции.which in the form of a parallel code enters the digital-to-analog converter 32, 41 output signals from which come to the inputs of the adder 24 and multiplier 33, maintaining constant the level of the constant and variable components of the information signal at the outputs of the correction blocks 11, 12, 15 and 16.
При малых скорост х перемещени At low speeds
объекта частотный дискриг 1инатор 19 формрует сигнал, переключающий коммутаторы 29, 38, а посто нна и Г1е эеменна составл юпще информационHoio сигнала измер ютс цифровымиof the object frequency discrik 1inator 19 forms a signal that switches the switches 29, 38, and the constant and Glee eemenna component of the information signal of the signal are measured by digital
сумматором 28 и вычитателем 37, выход ные сигналы с которых через коммутаторы 29, 38 поступают на тактируемые блоки 30j 39 сравнени .the adder 28 and the subtractor 37, the output signals from which through the switches 29, 38 are fed to the clocked comparison blocks 30j 39.
Сброс цифровых сумматора 28 иReset Digital Adder 28 and
вычитатеп 37 осуществл етс импульсом , формируемым блоком 21 задержки.The reading of step 37 is carried out by the pulse generated by the delay unit 21.
Сумматор 13 и вычитатель 14 формируют на выходах квадратзфы измен ю диес информационные сигналы приThe adder 13 and the subtractor 14 form at the outputs of the square change the information signals when
сдвиге фаз информационных сигналов cunMaeNMX с фотоприемников 9, 10 на вачичину, отличающуюс от 90. Использование предлагаемого устройст-ва позвол ет повысить точность измерени линейных перемеще1шй объекта путем аБТоматичес; :ого регулировани посто нной и переменной сос ,тавл5псщих информационных аналоговыхphase shift of information signals cunMaeNMX from photodetectors 9, 10 to a sensor different from 90. Using the proposed device allows to increase the accuracy of measuring linear displacement of an object by ABtomatic; : regulation of constant and variable sos, informational analogue information
сигналов при различных скорост х перемещени объекта.signals at different velocities of the object.
ГR
66
Фиг fFig f
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823530549A SU1114881A1 (en) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Device for measuring object linear displacements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823530549A SU1114881A1 (en) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Device for measuring object linear displacements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1114881A1 true SU1114881A1 (en) | 1984-09-23 |
Family
ID=21042115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU823530549A SU1114881A1 (en) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Device for measuring object linear displacements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1114881A1 (en) |
-
1982
- 1982-12-27 SU SU823530549A patent/SU1114881A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР № 586323, кл. Q 01 В 21/00, G 01 В 11/00, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР № 376653, кл. Q 01 В 9/02, 1971 (прототип). * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4264208A (en) | Method and apparatus for measuring the surface of an object | |
US3512890A (en) | Optical gyroscope having means for resolving ambiguities of velocity and direction | |
JPH07181007A (en) | Measuring device wherein interferometer is applied | |
JPS5838880A (en) | Light wave range finder | |
US4752917A (en) | Measurement system using sonic and ultrasonic waves | |
US5270790A (en) | Moving reflector driving part of a Michelson inteferometer | |
US5026162A (en) | Optical interference position measurement system | |
SU1114881A1 (en) | Device for measuring object linear displacements | |
US3856411A (en) | Optical noncontacting diameter gauge | |
US4611915A (en) | Absolute distance sensor | |
US4725146A (en) | Method and apparatus for sensing position | |
US4643517A (en) | Method and circuit arrangement for frequency-, distance-, and angle-independent surface measurement | |
JPS62135703A (en) | End measuring machine | |
SU1362923A1 (en) | Two-frequency interferometer system for measuring linear displacements | |
US4177463A (en) | Method and device for measuring the velocity of an object relative to a reference | |
SU939937A1 (en) | Optical electronic device for measuring object linear displacement | |
JPS5459166A (en) | Visual sensibility measuring apparatus of interferometer | |
SU720298A1 (en) | Device for measuring distance | |
JP2000356509A (en) | Length measuring instrument and length measurement correction device | |
RU1809302C (en) | Interference device for object linear displacement measuring | |
SU1337656A2 (en) | Device for measuring linear shifts of scanning mirror of fourier spectrometer | |
SU1035419A1 (en) | Optical electronic device for measubring linear displacements | |
SU781563A1 (en) | Object displacement photosensor | |
JP3061160B2 (en) | Laser interference displacement measurement device | |
GB1470293A (en) | Digitising system |