SU1310633A1 - Device for measuring linear displacements - Google Patents

Device for measuring linear displacements Download PDF

Info

Publication number
SU1310633A1
SU1310633A1 SU853841766A SU3841766A SU1310633A1 SU 1310633 A1 SU1310633 A1 SU 1310633A1 SU 853841766 A SU853841766 A SU 853841766A SU 3841766 A SU3841766 A SU 3841766A SU 1310633 A1 SU1310633 A1 SU 1310633A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
additional
signal
output
order
main
Prior art date
Application number
SU853841766A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Вадимович Алексеев-Попов
Григорий Яковлевич Кивензор
Original Assignee
Украинский Научно-Исследовательский Институт Станков И Инструментов
Одесский государственный университет им.И.И.Мечникова
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 Украинский Научно-Исследовательский Институт Станков И Инструментов, Одесский государственный университет им.И.И.Мечникова filed Critical Украинский Научно-Исследовательский Институт Станков И Инструментов
Priority to SU853841766A priority Critical patent/SU1310633A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1310633A1 publication Critical patent/SU1310633A1/en

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повьппение точности формировани  сигнала начала отсчета за счет повьппени  соотношени  сигнал - шум. Источник 1 света формирует пучки лучей , направл емые на основные и дополнительные дифракционные решетки 4,5j657j8,9, нанесенные на подвижный и неподвижный элементы 2,3. Дополнительные дифракционные решетки 6,7,8,9 нанесены с линейно измен ющейс  пространственной частотой.Фотоприемники 10, 11,12,13,установленные в зоне формиро- .вани  дифракционных максимумов первого пор дка, преобразуют поток излучени  в элeктpIiчecкиe сигналы, преобразуемые измерительным блоком в импульсы , количество которых св зано с величиной линейного перемещени  подвижного элемента 2. Фотоприемники 14 и 15, установленные в зоне формировани  дифракционных макс1{мумов первого пор дка, преобразуют поток излучени  в электрические сигналы, которые усиливаютс  и детектируютс  усилител ми , пороговыми детекторами. Сумматор и дифференциальный усилитель формируют суммарный и разностный сигналы . Разностный сигнал стробируетс  элементом И и инвертируетс  или не инвертируетс  управл емым инвертором, сигнал управлени  которым формируетс  узлом определени  направлени  перемещени . Формирователь формирует импульсный сигнал начала отсчета,1 з.п. ф-лы. 3 ил. с S DO С5 СО СО 7 фи 1This invention relates to a measurement technique. The aim of the invention is to improve the accuracy of the formation of the reference signal due to the increase in the signal-to-noise ratio. The light source 1 forms beam beams directed to the main and additional diffraction gratings 4.5j657j8.9 applied to the mobile and stationary elements 2,3. Additional diffraction gratings 6, 7, 8, 9 are deposited with a linearly varying spatial frequency. Photoreceivers 10, 11, 12, 13 installed in the zone of forming the first-order diffraction maxima convert the radiation flux into electrical signals converted by the measuring unit. pulses, the number of which is related to the magnitude of the linear displacement of the movable element 2. The photodetectors 14 and 15, installed in the zone of formation of diffraction max. 1 {first order order, convert the radiation flux into an electrical signal s that are amplified and detected by amplifiers, threshold detectors. The adder and the differential amplifier form the sum and difference signals. The delta signal is gated by the AND element and inverted or not inverted by the controlled inverter, the control signal of which is generated by the movement direction detection unit. The shaper forms a pulse signal of origin of the reference, 1 hp f-ly. 3 il. with S DO С5 WITH WITH 7 phi 1

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных перемещений различных объектов.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure linear movements of various objects.

Целью изобретени   вл етс  по.выше- ние точности формировани  сигнала начала отсчета за счет повышени  соотношени  сигнал - шум.The aim of the invention is to increase the accuracy of the origin of the reference signal by increasing the signal-to-noise ratio.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема оптико-механической части устройства; на фиг. 2 - функ1Щ ональные схемы измерительного блока и блока вьщелени  сигнала начала отсчета; на фиг. 3 - временные диаграм мы сигналов, формируемых на выходах отдельных узлов устройства.FIG. 1 shows a functional diagram of the optical-mechanical part of the device; in fig. 2 - functional diagrams of the measuring unit and the unit for starting the reference signal; in fig. 3 - timing diagrams of signals generated at the outputs of individual nodes of the device.

Предлагаемое устройство содержит оптически св занные источник 1 света подвижный и неподвижный элементы 2 и 3 с нанесенными на каждый из них основной дифракционной решеткой 4 и 5 с посто нной пространственной частотой и дополнительными дифракционными решетками 6 - 9 с линейно измен ющейс  пространственной частотой, решетки 6 и 7 смещены относительно дифракционных решеток 8 и 9, основной фотопреобразователь, выполненный в виде фотоприемников 10 - 13, оптически св занных с основными дифракционными решетками 4 и 5, дополнительный фотопреобразователь, вьшолнен- ный в виде фотоприемников 14 и 15, оптически св занных с дополнительными дифракционными решетками 6,7 и 8, 9, измерительный блок 16, состо щий из узла 17 выделени  информационных импульсов, входы которых подключены к фотоприемникам 10 - 13, узла 18 оп ределени  направлени  перемещени , входы -которого подключены к выходам узла 17 вьщелени  информационных импульсов , блок 19 вьщелени  сигнала начала отсчета, состо щий из усилителей 20 и 21, входы которых подключены к фотоприемникам 14 и 15, пороговых детекторов 22 и 23, входы котоThe proposed device contains optically coupled light source 1 mobile and stationary elements 2 and 3 with a main diffraction grating 4 and 5 applied to each of them with a constant spatial frequency and additional diffraction gratings 6-9 with a linearly varying spatial frequency, grating 6 and 7 are offset with respect to diffraction gratings 8 and 9, the main phototransducer, made in the form of photodetectors 10-13, optically coupled to the main diffraction gratings 4 and 5, an additional photoconversion A camera, made in the form of photodetectors 14 and 15, optically connected with additional diffraction gratings 6.7 and 8, 9, measuring unit 16, consisting of an information pulse extraction unit 17, whose inputs are connected to photodetectors 10-13, a node 18 determining the direction of movement, the inputs of which are connected to the outputs of the information pulse output unit 17, the block 19 of the reference signal, which consists of amplifiers 20 and 21, the inputs of which are connected to the photoreceivers 14 and 15, the threshold detectors 22 and 23, the inputs of which

Сигналы с выходов усилителей 20 и 21 детектируютс  пороговыми детекторами 22 и 23, не пропускающими шумы и наводки, и направл ютс  на вхорых подключены к выходам усилителей 20 и 21, сумматора 24 и дифференци- л ды сумматора 24 и дифференциального ального усилител  25, входы которых усилител  25. Сумматор 24 формирует подключены к выходам пороговых детекторов 22 и 23, элемента И, входы костроб измерени , а дифференци.альный усилитель 25 - разностный сигнал, поступающий на вход элемента 26 И, на второй вход которого поступает сигнал с выхода сумматора 24.The signals from the outputs of amplifiers 20 and 21 are detected by threshold detectors 22 and 23, which do not transmit noises and pickups, and are directed to the outputs of amplifiers 20 and 21, adder 24 and differentials of adder 24 and differential amplifier 25, whose inputs the amplifier 25. The adder 24 forms connected to the outputs of the threshold detectors 22 and 23 of the element I, the inputs of the measurement gate, and the differential amplifier 25 a differential signal supplied to the input of the element 26 And, the second input of which receives a signal from the output of the adder 24.

торого подключены к выходу сумматора 24 и дифференциального усилител  25, элемента 26 И, управл емого инвертора 27, информационный вход которого подключен к выходу элемента 26 И, а управл ющий вход подключенthen connected to the output of the adder 24 and the differential amplifier 25, element 26 And, controlled by the inverter 27, the information input of which is connected to the output of element 26 And, and the control input connected

5 five

OO

J5 J5

0 Q 0 Q

к выходу узла 18 определени  направ лени  перемещени , формировател  28, вход которого подключен к выходу управл емого инвертора 27.to the output of the node 18 for determining the direction of movement, the driver 28, the input of which is connected to the output of the controlled inverter 27.

Фотоприемники 14 и 15 расположены в зоне формировани  дифракционных максимумов первого пор дка от дополнительных дифракционных реш€ ток 6,7 и 8,9.The photodetectors 14 and 15 are located in the zone of formation of the first-order diffraction maxima of the additional diffraction lattice currents of 6.7 and 8.9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.

Источник света 1 формирует пучки лучей, направл емые на основные и дополнительные дифракционные решетки 4-9, нанесенные на подвижный и неподвижный элементы 2 и 3.The light source 1 forms beam beams directed to the main and additional diffraction gratings 4–9 applied to the moving and stationary elements 2 and 3.

При перемещении подвижного элемента 2 относительно неподвижного элемента 3 на выходе фотоприемников 10- 13 формируютс  сигналы, сдвинутые друг относительно друга на 90.When moving the movable element 2 relative to the fixed element 3 at the output of the photodetectors 10-13, signals are formed that are shifted relative to each other by 90.

Сигналы, снимаемые с фотоприемников 10 - 13, поступают на входы 17 вьщелени  информационных импульсов, 5 вход щего в измерительный блок 16.The signals taken from the photodetectors 10-13, are fed to the inputs 17 of the information pulses, 5 included in the measuring unit 16.

В зависимости от направлени  перемещени  подвижного элемента 2 относительно неподвижного элемента 3 на одном из выходов узла 17 вьщелени  ин- 30 формационньпс импульсов формируютс  импульсы, количество которых св зано с величиной линейного перемещени  подвижного элемента 2.Depending on the direction of movement of the movable element 2 relative to the fixed element 3, pulses are formed at one of the outputs of the section 17 of the injection of informational impulses, the number of which is related to the linear displacement of the movable element 2.

. Направление перемещени  фиксируетс  узлом 18 определени  направлени  перемещени .. The direction of movement is fixed by the movement direction determination unit 18.

При совмещении дополнительных дифракционных решеток 6,7 и 8,9 на выходе фотоприемников 14 и 13 формируютс  сдвинутые по фазе относительно друг друга сигналы, которые усиливаютс  усилител ми 20 и 21, вход щими в блок 19 вьщелени  сигнала начала отсчета.When combining additional diffraction gratings 6.7 and 8.9 at the output of the photoreceivers 14 and 13, the signals are shifted in phase relative to each other, which are amplified by amplifiers 20 and 21, included in block 19 of the reference signal.

Сигналы с выходов усилителей 20 и 21 детектируютс  пороговыми детекторами 22 и 23, не пропускающими шу мы и наводки, и направл ютс  на входы сумматора 24 и дифференциального усилител  25. Сумматор 24 формирует The signals from the outputs of the amplifiers 20 and 21 are detected by the threshold detectors 22 and 23, which do not let through noise and pickup, and are directed to the inputs of the adder 24 and the differential amplifier 25. The adder 24 forms

ды сумматора 24 и дифференциального усилител  25. Сумматор 24 формирует d the adder 24 and the differential amplifier 25. The adder 24 forms

строб измерени , а дифференци.альный усилитель 25 - разностный сигнал, поступающий на вход элемента 26 И, на второй вход которого поступает сигнал с выхода сумматора 24.the measurement strobe, and the differential amplifier 25 is a difference signal, which is fed to the input of element 26 I, the second input of which receives a signal from the output of the adder 24.

Простробированный элементом 26 И разностный сигнал поступает на информационный вход управл емого инвертоpa 27, на управл ющий вход которого поступает сигнал с выхода узла 18 определени  направлени  перемещени .The probed element 26 AND the difference signal is fed to the information input of the controlled inverter 27, the control input of which receives a signal from the output of the node 18 for determining the direction of travel.

По переднему фронту сигнала, снимаемого с выхода управл емого инвер- тора 27, формирователь 28 формирует короткий импульс сигнал начала отсчета , поступающий на выход блока 19 выделени  сигнала начала отсчета.On the leading edge of the signal taken from the output of the controlled inverter 27, the driver 28 generates a short pulse of the reference signal, which arrives at the output of the unit for the selection of the signal of the reference signal.

При изменении направлени  переме- щени  подвижного элемента 2 относительно неподвижного элемента 3 на выходе узла 18 определени  направлени  перемещени  формируетс  инвертированный сигнал управлени , по которому на выходе управл емого инвертора 27 формируетс  инвертированный разностный сигнал, снимаемый с выхода дифференциального усилител  25, формирователь 28 формирует сигнал начала отсчета по заднему фронту сигнала, снимаемого с выхода управл емого инвертора 27.When the moving direction of the moving element 2 changes relative to the stationary element 3, an inverted control signal is generated at the output of the movement direction determination unit 18, which invert the inverted difference signal from the output of the differential amplifier 25 at the output of the controlled inverter 27 on the falling edge of the signal taken from the output of the controlled inverter 27.

Использование предлагаемого устройства позвол ет с высокой точностью формировать сигнал начала отсчета вне зависимости от направлени  пере- .мещени . объекта.The use of the proposed device allows to form the origin signal with high accuracy regardless of the direction of displacement. object.

Claims (2)

1. Устройство дл  измерени  линейньк перемещений, содержащее оптически св занные источник света, подвижный и неподвижный элементы, на каждом из которых нанесена основна  решетка с посто нной пространственной частотой штрихов и дополнительна  решетка с измен ющейс  пространственной частотой штрихов, основной и дополнительный фотопреобразователи, оптически св занные с основной и дополнительной решетками, измерительный блок, входы которого подключены к основному фотопреобразователю, включающий узел определени  направлени  перемещени , блок выделен и  сигнала начала отсчета, вход которого подключен к дополнительному фотопреобразователю, отличающеес  тем,что, с целью повьшгени  точности формировани  сигнала начала отсчета, кажда  из дополнительных решеток выполнена в виде двух дифракционных решеток с линейно измен ющейс  пространственной частотой, смещенных друг относительно друга, дополнительный фотопреобразователь . расположен в зоне формировани  дифракционных максимумов первого пор дка от дополнительных решеток .1. A device for measuring linear displacements containing an optically coupled light source, moving and stationary elements, each of which has a main grating with a constant spatial frequency of the strokes and an additional grating with a varying spatial frequency of the strokes, the main and additional photoconverters optically connected taken with the main and additional gratings, the measuring unit, the inputs of which are connected to the main phototransducer, including the node for determining the direction of the variable The unit is allocated and a signal of origin, the input of which is connected to an additional photovoltaic converter, characterized in that, in order to increase the accuracy of the formation of the signal of origin, each of the additional arrays is made in the form of two diffraction gratings with a linearly varying spatial frequency shifted relative to friend, additional photoconverter. is located in the zone of formation of the diffraction maxima of the first order of additional gratings. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что дополнительный фотопреобразователь выполнен в виде двух фотоприемников, блок выделени  сигнала начала отсчета выполнен в виде сумматора, дифференциального усилител , входы которых св заны с фотоприемниками, элемента И, входы которого подключены к выходу сумматора и дифференциального усилител , управл емого инвертора, информационный вход которого подключен к выходу элемента И, а управл ющий вход подкхночен к выходу узла определени  направлени  перемещени  формировател , вход которого подключен к выходу управл емого инвертора.2. The device according to claim 1, characterized in that the additional phototransducer is made in the form of two photodetectors, the unit for selecting the start signal is made in the form of an adder, a differential amplifier whose inputs are connected to photodetectors, an element whose inputs are connected to the output of the adder and a differential amplifier controlled by an inverter, the information input of which is connected to the output of the element I, and the control input is connected to the output of the node determining the direction of movement of the driver, the input of which is li ne to the output of the controlled inverter. Om15Om15 -И2-AND 2 nJ:nJ: гз--ч;|рL .gz - h; | рL. II Фил 2Phil 2 if I if i ff XJ Xj 77 .. LL H-fH-f 2727 Редактор Л. ПовханEditor L. Povhan Составитель Т. АйсинCompiled by T. Aisin Техред А.Кравчук, Корректор Л, ПатайTehred A. Kravchuk, Proofreader L, Patay Заказ 1879/36 Тираж 678ПодписноеOrder 1879/36 Edition 678 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 2828 - /- / цHmH фиеЗfiez
SU853841766A 1985-01-04 1985-01-04 Device for measuring linear displacements SU1310633A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853841766A SU1310633A1 (en) 1985-01-04 1985-01-04 Device for measuring linear displacements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853841766A SU1310633A1 (en) 1985-01-04 1985-01-04 Device for measuring linear displacements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1310633A1 true SU1310633A1 (en) 1987-05-15

Family

ID=21157849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853841766A SU1310633A1 (en) 1985-01-04 1985-01-04 Device for measuring linear displacements

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1310633A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 887929, кл. G 01 В 21/00, G 01 В 11/14, 1979 За вка FR № 2335825, кл. G 01 В 11/14, 1977. Авторское свидетельство СССР № 1044967, кл. G 01 В 11/00, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1310633A1 (en) Device for measuring linear displacements
JPS60230018A (en) Detector for standard position of photoelectric encoder
SU1657956A1 (en) Device for measurement of direction of movement of mobile element of raster movement sensor
SU629443A1 (en) Angular displacement photoelectric transducer
SU1231408A1 (en) Method of inspecting shape of optical part surface
SU1114881A1 (en) Device for measuring object linear displacements
SU1657957A1 (en) Device for measurement of object movement
SU939937A1 (en) Optical electronic device for measuring object linear displacement
RU1793214C (en) Photoelectric displacement transducer
SU968602A1 (en) Photoelectric raster device for measuring linear and angular displacements
SU1348643A1 (en) Raster displacement converter
SU1677526A1 (en) Raster light-electricity transducer of angular displacement
SU1094009A1 (en) Device for measuring distances
SU1677641A1 (en) Vehicle linear speed optoelectronic correlative meter
RU17219U1 (en) ACOUSTOPTIC DEVICE FOR MEASURING MOVEMENTS
SU1260681A1 (en) Interference measuring device
SU1180694A1 (en) Device for measuring object movement
SU1571508A1 (en) Apparatus for measuring the speed of movement of an object
SU1601515A1 (en) Device for checking displacements
SU1303822A2 (en) Device for measuring object position
GB2248498A (en) Variable gain optical sensing system
SU1035419A1 (en) Optical electronic device for measubring linear displacements
JPS63215917A (en) Optical type displacement detector
SU1446472A1 (en) Apparatus for measuring small gaps between two surfaces of which one in translucent
SU1201682A1 (en) Arrangement for measuring object displacement