SU1370457A1 - Оптико-электронное устройство дл измерени поперечных смещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона измерений. Источники излучени  формируют при помощи электронной схемы питани  излучателей модулированное в противофазе излучение с частотным заполнением f и f., которое преобразуетс  фотоприемником 18 в злектрический сигнал и поступает на сумматор 24. При смещении приемника с заданного направле- HPiH усилитель-ограничитель 25 формирует сигнал, скважность которсгго больше 2. Реверсивный счетчик 27 регистрирует число импульсов, пропорциональное пространственному отклонению приемника. 3 ил. (Л

Description

2

28

25

L--r-n

у 27

Sr

26

00

о и

ел

vj

Фиг. 2

11370457

зобретение относитс  к контрольпи пу ча 9то вы пу fj л  пу пу го 15 ра фа сд на та

но-измерительной технике и может быт использовано при регистрации величин поперечных смещений.

Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона измерений за счет электронного сканировани оптической равносигнальной зоны.

На фиг, 1 изображена структурна  схема задатчика направлени  и электронной схемы питани  излучателей; на фиг. 2 - структурна  схема приемника; на фиг. 3 - диаграммы электрических сигналов.

Оптико-электронное устройство дл  измерени  поперечных смещений содержит задатчик 1 направлени  (фиг, 1), включающий объектив 2, ис30

Л 1„(Е, -Е )/2(Е,

точиик 3 излучени , выполненный в ви- 20 снимаютс  противофазные треугольные де разделительной призмы 4 и двух излучателей 5 и 6, размещенных у ее боковых граней, и электронную схему 7 питани  излучателей, включающую генератор 8 выход которого подключен к входам трех делителей 9-11 частоты , выходы первого 9 и второго 10 делителей частоты подключены к входам модул торов 12 и 13, а выход третьего делител  11 частоты подключен к входу генератора 14 треугольных импульсов, при этом выходы модул торов 12 и 13 подключены к излучател м (светодио- дам) 5 и 6, а выход генератора 14 треугольных импульсов подключен к управл ющему входу модул тора 12 и через фазовращатель 15 - к управл ющему входу модул тора 13 и приемника 16 (фиг, 2), включающего объектив 17 и фотоприемник 18, выход которого подключен на вход предусилител  19, а выход последнего - на входы двухпо- лосовых фильтров 20 и 21 .выходы ко- торых через выпр мители 22 и 23 вклюгде

импульсы, промодулированные частотами f и f,. Поскольку выходы модул торов 12 и 13 подключены к излучател м 5 и 6, то излучение от каждого 25 излучател  будет промодулировано в противофазе с частотным заполнением f. и f,.

При изменении  ркости в каналах источника излучени  оптическа  равно сигнальна  зона смещаетс  по закону 2/ / v 1 + Е) I

-смещение оптической равно сигнальной зоны;

-освещенности, создаваемые излучател ми 5 и 6;

1 - величина линейной части

переходной зоны.

Таким образом, противофазна  моду л ци  излучателей 5 и 6 треугольным напр жением обеспечивает электроиньм способом смещение оптической равно- сигнальной зоны, т,е, наблюдаетс  ее пространственное сканирование.

Диаграммы напр жений U, и U на

Е, иЕ,

35

40

чены на входы сумматора 24, выход ко- 45 излучател х 5 и 6 представлены на

торого подключен на вход усилител - ограничител  25, выход последнего включен на входы дифференцирующей цепочки 26 и реверсивного счетчика 27, при этом на второй и третий входы реверсивного счетчика 27 подключены ВЕ гходы дифференцирующей цепочки 26 и генератора 28 опорной частоты, а выход реверсивного счетчика 27 включен на вход индикатора 29,

I

Оптико-электронное устройство дл  измерени  поперечных смещений работает следующим образом.

Генератор 8 электронной схемы 7 питани  излучателей вырабатывает импульсную последовательность высокой частоты, котора  делитс  делител ми 911 частоты с различным коэффициентом делени , в результате чего на их выходе возникают пр моугольные импульсы с частотой повторени  f,, f fj соответственно, С выхода делите - л  11 импульсы поступают на вход запуска генератора 14 треугольных импульсов , напр жение с выхода которого поступает непосредственно на уп- равл ющий вход модул тора 12 и через фазовращатель 15, осуществл ющий сдвиг фазы напр жени  генератора 14 на 180, - на модул тор 13. В результате с выходов модул тора 12 и 13

0

Л 1„(Е, -Е )/2(Е,

0 снимаютс  противофазные треугольные

где

импульсы, промодулированные частотами f и f,. Поскольку выходы модул торов 12 и 13 подключены к излучател м 5 и 6, то излучение от каждого 5 излучател  будет промодулировано в противофазе с частотным заполнением f. и f,.

При изменении  ркости в каналах источника излучени  оптическа  равно- сигнальна  зона смещаетс  по закону 2/ / v 1 + Е) I

-смещение оптической равно- сигнальной зоны;

-освещенности, создаваемые излучател ми 5 и 6;

1 - величина линейной части

переходной зоны.

Таким образом, противофазна  модул ци  излучателей 5 и 6 треугольным напр жением обеспечивает электроиньм способом смещение оптической равно- сигнальной зоны, т,е, наблюдаетс  ее пространственное сканирование.

Диаграммы напр жений U, и U на

Е, иЕ,

5

0

фиг. За и Зб,

Излучение, промодулированное частотами f и fj, собираетс  с помощью объектива 17 приемника 16 на фотоприемнике 18 и преобразуетс  в электрический сигнал, который поступает на предусилитель 19, Усиленный пред- усилителем 19 электрический сигнал поступает на полосовые фильтры 20

и 21, настроенные соответственно на частоты f, и f, в результате чего на их выходе по вл етс  импульсный сигнал соответственно с частотами f, и fJ с огибающей треугольной фор3

мы (диаграмьш в и г на фиг. 3). Выделенные выпр мител ми 22 и 23 огибающие поступают на вычитающее ройство, выполненное в виде сумматора 24 (диаграмму д на фиг. 3). Усилитель-ограничитель 25 формирует из напр жени  положительной пол рности разностного сигнала сумматора 24 пр моугольные импульсы (фиг. Зе), которые, поступа  на реверсивный счетчик 27, разрешают пр мой счет (при наличии положительного импульса на выходе усилител -ограничител  25) или обратный (при нулевом уровне выходного напр жени  импульсов высокой частоты генератора 28 опорной частоты). Одновременно из сигналов усилител -ограничител  25 дифференцирующей цепочкой 26 формируютс  короткие импульсы, которые управл ют выводом числа импульсов разницы пр мого и обратного счета реверсивного счетчика 27 с учетом знака разницы,

1370457 Ф о

рмула изобретени

Оптико-электронное устройство дл g измерени  поперечных смещений, содер жащее задатчик направлени , состо щий из оптически св занных объектива и светоделительной призмы, первого и второго источников излучени , рас10 положенных симметрично относительно катетных граней светоделительной призмы,- генератор, оптически св занные приемный объектив и фотоприемник предусилитель, вход которого св зан

15 с выходом фотоприемника, первый и второй фильтры, входы которых св заны с выходом предусилител , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диа20 пазона измерений, оно снабжено первым , вторым и третьим делителем частоты , последовательно соединенными генератором треугольных импульсов, фазовращателем и первым модул тором.

30

а затем обновл ют показани  реверсив- 25 вторым модул тором, первым и вторым ного счетчика дл  нового цикла. Выходна  информаци  реверсивного счетчика 27 поступает на индикатор 29.

Если приемник находилс  на линии симметрии сканировани , то амплитуду сигналов с выхода выпр мителей 22 и 23 будут одинаковыми (фиг. Зв и Зг) и тогда суммарный сигнал (фиг.Зд) будет формировать напр жение с усилител -ограничител  25 со скважностью 2 и по этой причине количество подсчитанных реверсивным счетчиком 27 импульсов будет равным нулю.

Если приемник смещен вверх от ливыпр мител ми , сумматором, последовательно соединенными усилителем-ограничителем , реверсивным счетчиком и индикатором, дифференцирующей цепочкой и генератором опорной частоты входы первого, второго и третьего делителей частоты св заны с выходом генератора, выход первого делител  частоты св зан с первым входом второ 31, го модул тора, второй вход которого подключен к выходу генератора треугольных импульсов, а выход - к первому излучателю, выход второго делител  частоты подключен к второму вхо

нии симметрии сканировани , то ампли- 40 ДУ первого модул тора, выход которотуда оптического сигнала с частотой fJ будет больше амплитуды сигнала частоты fj. В результате с сумматора 24 сниметс  сигнал (фиг. Зж) с положительной амплитудой сигнала, котора  больше отрицательной. В результате усилитель-ограничитель 25 сформирует сигнал со скважностью больше 2 (фиг. Зг) и по этой причине количество подсчитанного реверсивным счетчиком 27 импульсов будет пропорционально пространственному отклонению приемника относительно центра сканировани  ввиду выбранной формы противофазных модулирующих напр жений.

)

1370457 Ф о

рмула изобретени 

Оптико-электронное устройство дл  измерени  поперечных смещений, содержащее задатчик направлени , состо щий из оптически св занных объектива и светоделительной призмы, первого и второго источников излучени , расположенных симметрично относительно катетных граней светоделительной призмы,- генератор, оптически св занные приемный объектив и фотоприемник, предусилитель, вход которого св зан

с выходом фотоприемника, первый и второй фильтры, входы которых св заны с выходом предусилител , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазона измерений, оно снабжено первым , вторым и третьим делителем частоты , последовательно соединенными генератором треугольных импульсов, фазовращателем и первым модул тором.

вторым модул тором, первым и вторым

выпр мител ми, сумматором, последовательно соединенными усилителем-ограничителем , реверсивным счетчиком и индикатором, дифференцирующей цепочкой и генератором опорной частоты, входы первого, второго и третьего делителей частоты св заны с выходом генератора, выход первого делител  частоты св зан с первым входом второ- го модул тора, второй вход которого подключен к выходу генератора треугольных импульсов, а выход - к первому излучателю, выход второго делител  частоты подключен к второму вхого св зан с вторым излучателем, выход третьего делител  частоты св зан с входом генератора треугольных импульсов , входы первого и второго

5 выпр мителей св заны с выходами первого и второго фильтров соответственно , их выходы - с входами сумматора, , выход которого подключен к входу усилител -ограничител  , выходы генерато0 ра опорной частоты и дифференцирующей цепочки св заны с вторым и тра- тьим входами реверсивного счетчика, вход дифференцирующей цепочки под- . ключен к выходу усилител -ограничител .

Ш1Т

Ax

и,

w,l

Us

UB e

У

5

X

J

Редактор А.Ревин

t/г J

Составитель 0.Несова

Техред А.Кравчук Корректор с.Черни

± 12

туну

1-

г г-j-nlHn

/f - /« - /5

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Оптико-электронное устройство для

   5 измерения поперечных смещений, содержащее задатчик направления, состоящий из оптически связанных объектива и светоделительной призмы, первого и второго источников излучения, рас10 положенных симметрично относительно' катетных граней светоделительной призмы,- гене'ратор, оптически связанные приемный объектив и фотоприемник, предусилитель, вход которого связан

   15 с выходом фотоприемника, первый и второй фильтры, входы которых связаны с выходом предусилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диа20 пазона измерений, оно снабжено первым, вторым и третьим делителем частоты, последовательно соединенными генератором треугольных импульсов, фазовращателем и первым модулятором, 26 вторым модулятором, первым и вторым выпрямителями, сумматором, последовательно соединенными усилителем-ограничителем, реверсивным счетчиком и индикатором, дифференцирующей це30 почкой и генератором опорной частоты, входы первого, второго и третьего делителей частоты связаны с выходом генератора, выход первого делителя частоты связан с первым входом второ35 го модулятора, второй вход которого подключен к выходу генератора треугольных импульсов, а выход - к первому излучателю, выход второго делителя частоты подключен к второму вхо, выход которого связан с вторым излучателем, выход третьего делителя частоты связан с входом генератора треугольных импульсов, входы первого и второго

   45 выпрямителей связаны с выходами первого и второго фильтров соответственно, их выходы - с входами сумматора, . выход которого подключен к входу усилителя-ограничителя , выходы генерато5Q ра опорной частоты и дифференцирующей цепочки связаны с вторым и третьим входами реверсивного счетчика, вход дифференцирующей цепочки подключен к выходу усилителя-ограничителя .

   то ампли- до ду первого модулятора