SU1290172A1 - Velocity meter - Google Patents

Velocity meter Download PDF

Info

Publication number
SU1290172A1
SU1290172A1 SU853953461A SU3953461A SU1290172A1 SU 1290172 A1 SU1290172 A1 SU 1290172A1 SU 853953461 A SU853953461 A SU 853953461A SU 3953461 A SU3953461 A SU 3953461A SU 1290172 A1 SU1290172 A1 SU 1290172A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
photodetector
output
input
differential amplifier
channels
Prior art date
Application number
SU853953461A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Кислецов
Юрий Денисович Щеглов
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3503
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 Предприятие П/Я А-3503 filed Critical Предприятие П/Я А-3503
Priority to SU853953461A priority Critical patent/SU1290172A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1290172A1 publication Critical patent/SU1290172A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к оптическим измерител м скорости перемещени  прот женного оптически неоднородного объекта. Цель изобретени  - уменьшение погрешности измерени  скорости. Оптические оси фотоприемников (Ф) параллельны между собой, перпендикул рны поверхности объекта 12 и разнесены в направлении движени  на рассто ни , кратные пространственному периоду растрового фотодетектора 2. Объективы 1 формируют в плоскости растровых фотодетекторов 2 изображени  разных участков прот женного объекта 12. На выходах дифференциальных усилителей 3 по вл ютс  сигналы с одинаковой дл  S (Л с tffuefThis invention relates to an optical meter for the speed of movement of an extended optically inhomogeneous object. The purpose of the invention is to reduce the speed measurement error. The optical axes of the photodetectors (Φ) are parallel to each other, perpendicular to the surface of object 12 and spaced in the direction of motion over distances that are multiple to the spatial period of the raster photodetector 2. Objectives 1 form, in the plane of the raster photodetector 2, images of different sections of the extended object 12. At the outputs of the differential Amplifiers 3 appear signals with the same for S (L with tffuef

Description

129129

всех Ф частотой, пропорциональной скорости движени  объекта 12, и фазой . Выходные сигналы Ф подаютс  на входы многоканального блока 4 фазовой коррекции. Если частота след щего фильтра 5 равна частоте сигналов с Ф, на выходах фазовых детекторов 7 по в тс  напр жени , пол рность которых зависит от фазового рассогласовани  каждого Ф относительно сигнала след щего фильтра 5. Компараторы 8 в заИзобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано на транспорте, в аэрофотографии и в прокатном производстве дл  бесконтактного измерени  скорости перемещени  прот женного оптически неоднородного объекта.all Φ with a frequency proportional to the speed of movement of the object 12 and the phase. The output signals Φ are fed to the inputs of the multichannel phase correction unit 4. If the frequency of the tracking filter 5 is equal to the frequency of the signals with Φ, the outputs of the phase detectors 7 are in terms of the voltage, the polarity of which depends on the phase mismatch of each Φ relative to the signal of the following filter 5. Comparators 8 in the invention relate to the measurement technique and can be used in transportation, in aerial photography and in rolling mills for contactless measurement of the speed of movement of an extended optically inhomogeneous object.

Цель изобретени  - уменьшение погрешности измерени  скорости.The purpose of the invention is to reduce the speed measurement error.

На фиг.1 изображена функциональна  схема измерител  скорости на фиг.2 - векторна  диаграмма одной из возможных реализаций сигнала на выходе многоканального блока фазовой коррекции.Fig. 1 shows a functional diagram of the speed meter in Fig. 2, a vector diagram of one of the possible implementations of the signal at the output of the multichannel phase correction unit.

Измеритель скорости содержит по меньшей мере два фотоприемника с параллельными оптическими ос ми, каждый из которых состоит из объектива 1, дифференциального растрового фотодетектора 2 и дифференциального усилител  3, многоканальный блок 4 фазовой коррекции, след щий фильтр 5, представл ющий собой управл емый по частоте генератор с фазовой автоподстройкой частоты, и частотомер 6. Многоканальный блок 4 фазовой коррекции содержит идентичные каналы, каждый из которых включает фазовый детектор 7, компаратор 8, электронный переключатель 9 и два резистора 10 разв зки, а также дифференциальный усилитель 11, общий дл  всех каналов Число каналов многоканального блока 4 фазовой коррекции равно числу фотоприемников .The speed meter contains at least two photodetectors with parallel optical axes, each of which consists of a lens 1, a differential raster photo detector 2 and a differential amplifier 3, a multichannel phase correction unit 4, a tracking filter 5, which is a frequency controlled oscillator with phase locked loop and frequency meter 6. The multichannel phase correction block 4 contains identical channels, each of which includes a phase detector 7, a comparator 8, an electronic switch 9 and two resistors 10 as well as a differential amplifier 11, common to all channels. The number of channels of the multichannel phase correction unit 4 is equal to the number of photodetectors.

Оптические оси фотоприемников параллельны между собой, перпендику- п рны поверхности объекта 12 и разнесены в направлении движени  на рас72The optical axes of the photodetectors are parallel to each other, perpendicular to the surface of the object 12 and spaced apart in the direction of motion by

висимости от пол рности выходных сигналов фазового детектора 7 вырабатывают управл ющие сигналы, перевод щие электронный переключатель 9 в соответствующее положение. Выходной результирующий сигнал дифференциального усилител  11 поступает на вход след щего фильтра 5, который автоматически подстраиваетс  к частоте сигнала . 2 ил.depending on the polarity of the output signals of the phase detector 7, control signals are generated that bring the electronic switch 9 to the appropriate position. The output of the resulting signal of the differential amplifier 11 is fed to the input of the tracking filter 5, which automatically adjusts to the frequency of the signal. 2 Il.

сто ни , кратные пространственному периоду растрового фотодетектора 2. Дифференциальный растровый фотодетектор 2, установленный в плоскости изображени  объектива 1, своими выходами соединен с входами дифференциального усилител  3, выход которого соединен с сигнальным входом соответствующего электронного переключаоthe multiples of the spatial period of the raster photodetector 2. Differential raster photodetector 2 installed in the image plane of the lens 1, its outputs are connected to the inputs of the differential amplifier 3, the output of which is connected to the signal input of the corresponding electronic switch

тел  У, управл ющий вход которого соединен с выходом того же дифференциального усилител  3 через последовательно включенные фазовый детектор 7 и компаратор 8, а нормально замкнутые и нормально разомкнутые направлени  электронных переключателей 9 всех каналов через резисторы разв зки 10 объединены соответственно на И- и НЕ-входах дифференциального усилител  11, выход которого подключен к входу след щего фильтра 5, выход которого, в свою очередь, соединен с входом опорного напр жени  фазового детектора 7 в каждом канале и входом частотомера 6.a body Y, the control input of which is connected to the output of the same differential amplifier 3 through a series-connected phase detector 7 and a comparator 8, and the normally closed and normally open directions of the electronic switches 9 of all channels are connected through AND-10 the inputs of the differential amplifier 11, the output of which is connected to the input of the tracking filter 5, the output of which, in turn, is connected to the input of the reference voltage of the phase detector 7 in each channel and the input frequency counter a 6.

Измеритель скорости работает следующим образом.The speed meter works as follows.

Объективы 1 формируют в плоскости растровых фотодетекторов 2 изображени  разных участков прот женного объекта 12.The lenses 1 form in the plane of the raster photodetectors 2 images of different parts of the extended object 12.

При движении объекта 12 на выходах дифференциальных усилителей 3 по вл ютс  синусоидальные сигналы с одинаковой дл  всех фотоприемников частотой, пропорциональной скорости V движени  объекта 12, и фазой if случайным образом измен ющейс  от фотоприемника к фотоприемнику. БыAs the object 12 moves, the outputs of the differential amplifiers 3 produce sinusoidal signals with the same frequency for all photodetectors, which is proportional to the velocity V of the object 12, and the phase if varies randomly from the photodetector to the photodetector. Would

ходные сигналы всех фотоприемниковall photodetector signals

1212

подаютс  на входы многоканального . блока 4 фазовой коррекции. Если частота след щего фильтра 5 равна частоте сигналов с фотоприемников, то на выходах фазовых детекторов 7 по-  в тс  напр жени  U, пол рность которых зависит от фазового рассогласовани  сигналов каждого фотоприемника относительно сигнала след щего фильтра 5, т.е.served at the multi-channel inputs. block 4 phase correction. If the frequency of the tracking filter 5 is equal to the frequency of the signals from the photodetectors, then the outputs of the phase detectors 7 have a voltage U, the polarity of which depends on the phase mismatch of the signals of each photodetector relative to the signal of the next filter 5, i.e.

и X со S 4.and X with S 4.

Компараторы 8 в зависимости от пол рности выходных сигналов фазовых детекторов 7 вырабатывают управл ющи сигналы, перевод щие электронные переключатели 9 в соответствующие положени . При этом указываетс , что на вход И дифференциального усилител  1 через резисторы 10 разв зки подаютс  сигналы только с тех каналов, в которых фазовые рассогласовани  лежат вComparators 8, depending on the polarity of the output signals of the phase detectors 7, produce control signals that convert the electronic switches 9 to the appropriate positions. In this case, it is indicated that the input And of the differential amplifier 1 through the resistors of 10 isolations are only signals from those channels in which phase mismatches lie in

интервале , 2 вход НЕ сигналы со всех остальных каналов. interval, 2 input NOT signals from all other channels.

Выходной результирующий сигнал дифференциального усилител  1 1 поступает на вход след щего фильтра 5, который автоматически подстраиваетс  к частоте сигнала.The output of the resulting signal of the differential amplifier 1 1 is fed to the input of the tracking filter 5, which automatically adjusts to the frequency of the signal.

Выходной сигнал след щего фильтра 5 используетс  в качестве опорного напр жени  дл  фазовых детекторов 7 и подаетс  на вход частотомера 6, проградуированного в единицах ско- рости.The output signal of the tracking filter 5 is used as a reference voltage for the phase detectors 7 and is fed to the input of the frequency meter 6, scaled in units of speed.

На фиг.2 (дл  сравнени ) показана векторна  диаграмма сигналов, образованных пересечением плоскости оптического растра п случайно располо- женных оптических неоднородностей.Figure 2 (for comparison) shows a vector diagram of signals formed by the intersection of the plane of the optical raster and randomly located optical inhomogeneities.

Из векторной диаграммы (фиг.2) .видно, что при произвольном увеличении размера пол  зрени  оптической системы, т.е. при произвольном увеличении числа п фотоприемников, в предлагаемом измерителе скорости амплитуда А результирующего сигнала возрастает пропорционально п, т.е.From the vector diagram (Fig. 2). It is evident that with an arbitrary increase in the size of the field of view of the optical system, i.e. with an arbitrary increase in the number n of photodetectors, in the proposed speed meter, the amplitude A of the resulting signal increases in proportion to n, i.e.

л 2п . А,,l 2p. BUT,,

где А . - амплитуда сигнала на выходе фотоприемника.where a. - the amplitude of the signal at the photodetector output.

5 О5 o

15 0 15 0

5five

00

Q Q

5five

00

724724

В известных устройствах с увеличением пол  зрени  в направлении дви- жени , необходимым дл  уменьшени  погрешности измерений, т.е. с ростом числа оптических неоднородностей, одновременно попадающих в поле зрени , амплитуда результирующего сигнала стремитс  к нулю (точка О стремитс  в точку О).In known devices, with an increase in the field of view in the direction of motion, it is necessary to reduce the measurement error, i.e. with an increase in the number of optical inhomogeneities that simultaneously fall in the field of view, the amplitude of the resulting signal tends to zero (point O tends to point O).

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Измеритель скорости, содержащий фотоприемное устройство, включающее объектив, в плоскости изображени  ко- которого расположен дифференциальный растровый фотодетектор, подключенный своими выходами к входам дифференци-- ального усилител , а также след щий фильтр в виде управл емого по частоте генератора с фазовой автоподстройкой частоты и частотомер, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  погрешности, в него введено п аналогичных фотоприемных устройств с оптическими ос ми, параллельными оптической оси первого фотоприемного устройства и разнесенными в направлении , ортогональном ос м, на рассто ние , кратное пространственному периоду дифференциального растрового детектора, многоканальный блок коррекции , включающий дифференциальный усилитель и п+1 идентичных каналов в виде фазового детектора, компаратора , двух резисторов разв зки и электронного переключател , сигнальный вход которого соединен с выходом соответствующего фотоприемника, а управл ющий вход - с выходим того же фотоприемника через последовательно включенные фазовый детектор и компаратор , нормально замкнутые и нормально разомкнутые направлени  электронных переключателей всех каналов через резисторы разв зки объединены соответственно на И- и НЕ-входах дифференциального усилител , выход которого подключен к входу след щего фильтра, соединенного выходом с входом опорного напр жени  фазового детектора в каждом из каналов и входом частотомера.A speed meter containing a photodetector including a lens, in the plane of the image of which a differential raster photo detector is located, connected by its outputs to the inputs of a differential amplifier, as well as the next filter in the form of a phase locked loop and frequency counter. , characterized in that, in order to reduce the error, n similar photodetectors with optical axes parallel to the optical axis of the first photodetector are inserted into it and spaced in a direction orthogonal to the axis for a distance multiple to the spatial period of the differential raster detector, a multi-channel correction unit including a differential amplifier and n + 1 identical channels in the form of a phase detector, comparator, two isolation resistors and an electronic switch, a signal the input of which is connected to the output of the corresponding photodetector, and the control input is output from the same photodetector via a series-connected phase detector and comparator, normally The closed and normally open directions of the electronic switches of all channels through the isolating resistors are respectively connected to the I and NON inputs of a differential amplifier, the output of which is connected to the input of a follower filter connected by an output to the input voltage of the phase detector in each of the channels and the frequency meter input . О ABOUT ,ТЗ, TK    Редактор А.РевинEditor A.Revin Составитель Ю.ВласовCompiled by Y.Vlasov Техред Л.Сердюкова КорректорЕ.СирохманTehred L. Serdyukova CorrectionE.Sirohman Заказ 7893/39Тираж 798 ПодписноеOrder 7893/39 Circulation 798 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4 /AI -/Ail/ AI - / Ail (puff. 2(puff. 2
SU853953461A 1985-09-18 1985-09-18 Velocity meter SU1290172A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853953461A SU1290172A1 (en) 1985-09-18 1985-09-18 Velocity meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853953461A SU1290172A1 (en) 1985-09-18 1985-09-18 Velocity meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1290172A1 true SU1290172A1 (en) 1987-02-15

Family

ID=21197316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853953461A SU1290172A1 (en) 1985-09-18 1985-09-18 Velocity meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1290172A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008033049A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Stanislav Fedorovich Rastopov Method and device for contactlessly (optically) measuring the speed of an object
RU2542603C2 (en) * 2013-02-13 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Череповецкий государственный университет" Fibre optic meter of speed and length

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент DE № 2450439, кл. G 01 Р 3/36, 1976. Семинар по измерительным приборам дл автомобильной промышленности.- Искра индустрии К.О., ЛТД, 1984, с. 31-43. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008033049A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Stanislav Fedorovich Rastopov Method and device for contactlessly (optically) measuring the speed of an object
RU2542603C2 (en) * 2013-02-13 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Череповецкий государственный университет" Fibre optic meter of speed and length

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2421012A (en) Homing system
CA2093551A1 (en) Method and apparatus for measuring the dimensions of an object
US2981842A (en) Automatic grid scanning tracker
US3497705A (en) Mask alignment system using radial patterns and flying spot scanning
SU1290172A1 (en) Velocity meter
US3098934A (en) Sun tracker
GB1193177A (en) Improvements in or relating to Automatic Control Systems
US3088033A (en) Automatic multiple grid scanning tracker
Deubner et al. The vectormagnetograph of the Fraunhofer Institut
Kobayasi et al. Apparatus for detecting rate and direction of rotation of tethered bacterial cells
US3744914A (en) Automatic positioning device
CN1027557C (en) Optic frequency shift separation method for three-dimensional laser Doppler signal and three-dimensional laser Doppler speed measuring device
JPS5824807A (en) Optical axis aligning method
SU767510A1 (en) Photoelectric device
US4818109A (en) Fiber optical combiner particularly for a ring laser gyro
SU1303825A1 (en) Device for measuring object slope and direction of inclination
RU2096927C1 (en) Device which measures object movement characteristics
JP2005172704A (en) Photodetection device and optical system
US3308710A (en) Ground velocity indicator for vehicles utilizing two scanning rates
SU964585A2 (en) Optical servo system of astronomic telescope
RU2167394C2 (en) Optoelectronic displacement transducer
RU1805300C (en) Differential photometer
SU892371A1 (en) Device for measuring magnetic induction
SU1170289A1 (en) Photometer
SU1350491A1 (en) Active-check transducer for machine for alignment of connector lugs of fibre-optic light conductors