SU1167423A1 - Устройство дл измерени перемещений - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее последовательно установленные источник излучени , анализатор-сканатор, выполненный в виде зеркального ножа с приводом , объектив и фотоприемник, и электронный блок обработки информации , подключенный к выходу фотоприемника , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений , оно снабжено плоским зеркалом с приводом, установленным перпендикул рно к оптической оси устройства по ходу излучени  между анали-, затором-сканатором и объективом с возможностью возвратно-поступательного движени  в направлении, совпадающим с направлением оптической оси г) устройства, а фотоприемник расположен в обратном ходе излучени  от плоского зеркала с противоположной по отношению к нему стороны анализатора-сканатора . О 1ч5 Од

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано , например, в станкостроении дл  измерени  линейных перемещений и вибраций элементов станков.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам  вл етс  .устройств дл  измерени  перемещений, содержащее последовательно установленные источник излучени , анализатор-скантор , выпол еный в виде зеркального ножа с приводом, объектив и фотоприемник , и электронный блок обработки информации, подключенный к выходу фотоприемника 1 J.

Е{едостатком известного устройства , реализующего пр мой метод измерений ,  вл етс  его сравнительно невысока  точность, обусловленна  изменением выходного сигнала фотоприемника не только вследствие контролируемого перемещени , но и изза р да неконтролируемых факторов (напыленность атмосферы, флуктуации отражающей способности контролируемой поверхности и т.п.). .

Цель изобретени  - повышение точности измерений. Цель достигаетс  тем,-что устройство дл  измерени  перемещений, содержащее последовательно установленные источник излучени , анализатор-сканатор, выполненный в виде зеркального ножа с приводом, объектив и фотоприемник, и электронный блок обработки информации ,, подключенный к выходу фотопремника , снабжено плоским зеркалом с приводом, .установленным перпендикул рно оптической оси устройства ПО- ходу излучени  между анализатором-сканатором и объективом с возможностью возвратно-поступательного движени  в направлении совпадающем с направлением-оптической оси устройства, а фотоприемник расположен в обратном ходе излучени  от плоского зеркала с противоположной по отношению к нему стороны анализатора-сканатора .

На фиг.1 показана принципиальна  схема устройства дл  измерени  продольных перемещений; на фиг.2 - диоды напр жений в точках, обозначенных на фиг.1.

Устройство состоит из последовательно расположенных (фиг.1) источника 1 излучени , анализатора-сканатора , выполненного в виде зеркального ножа 2 с приводом 3, плоского зеркала 4, жестко скрепленного со сканатором 5, выполн ющим функции

привода зеркала 4 и объектива 6,

фотоприемника 7 и электронного блока обработки информации (на фиг.1 обведен пунктиром), включающего : в измерительном канапе - предварительный усилитель 8, детектор 9, широкополосный усилитель 10, инвертор 11, дифференциатор 12, триггер 13 Шмидта, логическую схему 14 в опорном канале - генератор 15, триггер 16 Шмидта,-умножитель 17 частоты . Оба канала сведены на измерителе 18 временных интервалов.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 излучени  формирует на зеркальном ноже-анализаторе 2 световое п тно. Зеркальный нож-анализатор 2 под действием сигнала с генератора 15 через умножитель 17 частоты, подаваемого на привод 3, совершает гармонические колебани  вокруг линии среза зеркального ножа-анализатора 2 (точка А), вследствие чего отраженный от него световой пучок совершает угловое сканирование по плоскому зеркалу 4 и, отража сь от последнего, по апертуре объектива 6. На фиг.1 показаны два крайних положени  светового

пучка. Амплитуда сканировани  и размеры плоского зеркала 4 выбираютс  такими, что световой пучок не диаф-, рагмируетс  ни на плоском зеркале 4 пи на оправе объектива 6. Под действием сигнала с генератора 15, подаваемого на сканатор 5, св занный с плоским зеркалом 4 механической св зью, последнее совершает возвратно-поступательное движение параллельно самому себе с частотой, на пор док меньшей частоты сканировани  ножа-анализатора 2. В результате световое п тно,, построенное объективом 6 на ноже-анализаторе 2 в пространстве изображений,помимо углового сканировани , обусловленного колебани ми ножа-анализатора 2, будет дополнительно возвратно-поступательно перемещатьс  вдоль оптической оси.

Отразившись от контролируемого объекта 19, излучение вновь проходит объектив 6 и, отразившись от зеркала

311

4, совершает угловое и продольное перемещение по срезу ножа-анализатора 2, за которым в обратном ходе излучени  расположен фотоприемник 7, На выходе фотоприемника 7 формируетс  модулированный сигнал (фиг.2 б), содержащий информацию о величине продольного смещени  контролируемого объекта 19.

Обработка сигнала, снимаемого с фотоприемника 7, может быть проведена следующим образом.

Сигнал (фиг.2 б) усиливаетс  предварительным усилителем 8 и поступает на детектор 9. Затем сигнал (фиг.2 в) усиливаетс  широкополосным усилителем 10, инвертируетс  инвертором 11 (фиг.2 .г), поступает на дифференциатор 12, после чего (фиг.2 д) формируетс  триггером 13 Шмидта (фиг.2 а) и через логическую схему 14 (фиг.2 з) попадает на измеритель 18 временных интервалов.

74234

Опорный сигнал с генератора 15 (фиг.2 а) формируетс  триггером 16 Шмидта (фиг.2 ж) и также подаетс  на измеритель 18 временных интервалов . Одновременно опорный сигнал подаетс  и на привод 5 зеркала 4.

Измеритель 18 временных интервалов осуществл ет измерение интервала между фронтами импульсов измерительного и опорного сигналов (фиг.2 з). Длительность t этого интервала пропорциональна величине смещени  контролируемого объекта 19 относительно среза ножа-анализатора 2. Направление смещени  определ етс  по направлению смещени  фронта измерительного сигнала относительно опорного.

Введение колеблющегос  плоского зеркала позвол ет перейти к врем импульсному методу измерени ,, прак-. тически независ щему от амплитудных флуктуации фототока, и за счет этого повысить точность измерений.

a

Ф

ж

гж

ы

А

Л.

(

тщ (изм)

Jl

4

в

mtffg

(on)

AI

(7

Фиг.г

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее последовательно установленные источник излучения, анализатор-сканатор, выполненный в виде зеркального ножа с при водом, объектив и фотоприемник', и электронный блок обработки информации, подключенный к выходу фотоприемника, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено плоским зеркалом с приводом, установленным перпендикулярно к оптической оси устройства по ходу излучения между аналиэатором-сканатором и объективом с возможностью возвратно-поступательного движения в направлении, совпадающим с направлением оптической оси

   г) устройства, а фотоприемник расположен в обратном ходе излучения от плоского зеркала с противоположной по отношению к нему стороны анализатора-сканатора.

   ж