SU1388720A1 - Linear displacement comparator - Google Patents
Linear displacement comparator Download PDFInfo
- Publication number
- SU1388720A1 SU1388720A1 SU864080532A SU4080532A SU1388720A1 SU 1388720 A1 SU1388720 A1 SU 1388720A1 SU 864080532 A SU864080532 A SU 864080532A SU 4080532 A SU4080532 A SU 4080532A SU 1388720 A1 SU1388720 A1 SU 1388720A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- carriage
- input
- output
- photodetector
- pulse generator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике.Целью изобретени вл етс повышение точности при аттестации позиционно-чувстви- тельных фотоприемников за счет трансформации перемещений каретки с отклон ющей оптической системой в перемещени зондирующего оптического изображени и минимизации коэффициента трансформации. Оптическа система. выполненна в виде двух зеркал 9, установленных на каретке 7, отклон ет световой луч, созданный осветителем 3, от оптической оси и направл ет его на поверхность аттестуемого фотоприемника 17. Каретка 7 перемещаетс с заданным шагом вдоль на- правл кнцей 2, параллельной оптической оси осветител 3. При этом отклон юща оптическа система трансформирует перемещение каретки 7 .-:в перемещение зондирующего оптического изображени по чувствительной поверхности фотоприемника 17 с коэффициентом трансформации K 2sin6, где 6 - угол между плоскост ми зер- кал 9. Минимизаци коэффициента трансформации К, достигаема юстировкой зеркал 9, обеспечивает соответствующее уменьшение вли ни погрешности перемещений каретки 7 на точность зондировани . 2 ил. елThe invention relates to a measuring and measuring technique. The purpose of the invention is to improve the accuracy with the certification of position-sensitive photodetectors by transforming the movements of the carriage with a deflecting optical system into movements of the probing optical image and minimizing the transformation ratio. Optical system. made in the form of two mirrors 9 mounted on the carriage 7, deflects the light beam created by the illuminator 3 from the optical axis and directs it to the surface of the attested photodetector 17. The carriage 7 moves with a predetermined pitch along a direction 2 parallel to the optical axis Illuminator 3. At the same time, the deflecting optical system transforms the movement of the carriage 7 .-: to the movement of the probing optical image along the sensitive surface of the photodetector 17 with the transformation ratio K 2sin6, where 6 is the angle between the plane and mirror 9. The minimization of the transformation ratio K, reach alignment mirrors 9, provides a corresponding decrease in the effect of the displacement of the carriage 7 error on the accuracy of sensing. 2 Il. ate
Description
2178 ,,/2178 ,, /
Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быт использовано дл аттестации позици- онно-чувствительных фотоприемников.The invention relates to instrumentation engineering and can be used to certify position-sensitive photodetectors.
Цель изобретени - повышение точности аттестации позиционно-чувстви- тельных фотрприемников за счет трансформации перемещений каретки с отклон ющей оптической системой в перемещени зондирующего оптического изображени .The purpose of the invention is to improve the accuracy of certification of position-sensitive photo receivers by transforming the movements of the carriage with a deflecting optical system into the movements of a probing optical image.
На фиг. 1 изображена структурна схема компаратора линейных перемещений; на фиг. 2 - оптическа схема компаратора линейных перемещений.FIG. 1 shows a linear displacement comparator diagram; in fig. 2 is an optical diagram of a linear displacement comparator.
Компаратор линейных перемещений содержит основание 1 с направл ющей 2, осветитель 3, состо щий из источника 4 света, диафрагмы 5 и объ ектива 6, .установленный на основании 1 так, что его оптическа ось параллельна направл ющей 2, каретку 7, установленную на направл ющей 2 с возможностью перемещени по ней и снаб- женную двум стойками 8, на которых жестко закреплены два зеркала 9 и блок 10 креплени фотоприемника, предназначенную дл установки аттестуемого фотоприемника 17, блок 11 об работки сигналов, вход которого предназначен дл подключени к нему выхода аттестуемого фотоприемника, электропривод 12, кинематически св занный с кареткой 7 и предназначенный дл ее перемещени , формирователь 13 сигналов образцовой меры длины, состо щий из ждущего перестраиваемого генератора 14 импульсов стабилизированной частоты и датчика 15 скорости перемещени каретки 7, выходом соединенного со входом 1 генератора 14, а входом Св занного с кареткой 7, и блок 16 управлени , вход I которого соединен с выходом генератора 14, вход II - с выходом блока 11 обработки сигналов, выходы I и II соединены с соответствующими входами электропривода 12, а III и IV - соответственно с входами II и ГЦ генератора 14.The linear displacement comparator contains a base 1 with a guide 2, an illuminator 3 consisting of a source 4 of light, a diaphragm 5 and an objective 6 mounted on the base 1 so that its optical axis is parallel to the guide 2, the carriage 7 mounted on the direction 2 can be moved along it and equipped with two racks 8, on which two mirrors 9 and a photodetector mounting unit 10 are rigidly fixed, designed to install a certified photodetector 17, a signal processing unit 11, the input of which is intended to be connected to the output of a certified photodetector, electric drive 12, kinematically connected with carriage 7 and intended for its movement, driver 13 signals of exemplary measure of length, consisting of a waiting tunable generator 14 of pulses of stabilized frequency and sensor 15 of speed of movement of the carriage 7, output connected to the input 1 generator 14, and the input connected to the carriage 7, and the control unit 16, the input I of which is connected to the output of the generator 14, the input II - to the output of the signal processing unit 11, the outputs I and II are connected to the corresponding vuyuschimi drive inputs 12 and III and IV - respectively to the inputs II and 14 HZ generator.
Зеркала 9 устанавливают на каретке 7 по ходу светового луча, создаваемого осветителем 3, так,.чтобы они образовывали отклон ющую оптическую систему, а блок 10 креплени фотоприемника размещают на каретке 7 так, чтобы при установке на него аттестуемого фотоприенника 17 его фоThe mirrors 9 are mounted on the carriage 7 along the light beam produced by the illuminator 3, so that they form a deflecting optical system, and the photodetector mounting unit 10 is placed on the carriage 7 so that when the certified photo-receiver 17 is installed on it
точувствительна поверхность была ориентирована перпендикул рно оптической оси осветител 3 и отсто ла от главной плоскости объектива 6 на рассто ние, равноеthe sensitive surface was oriented perpendicular to the optical axis of the illuminator 3 and the distance from the main plane of the lens 6 to a distance equal to
а -f (1+v) -1 (sin2c(+sih26) - (1+v)-d sin26,a -f (1 + v) -1 (sin2c (+ sih26) - (1 + v) -d sin26,
(1)(one)
a центр фоточувствительной поверхности был смещен относительно оптической оси объектива 6 на величину, равнуюa the center of the photosensitive surface was offset relative to the optical axis of the lens 6 by an amount equal to
{1+v)-d3(l-cos26)-, -I(cos2ot.-cos26) , {1 + v) -d3 (l-cos26) -, -I (cos2ot.-cos26),
(2)(2)
где f - фокусное рассто ние осветительного объектива 6; V - линейное увеличение освети тельного объектива 6; 1 - рассто ние между следами пересечени оптической оси объектива 6 с зеркалами 9; с1 - угол между оптической осью объектива 6 и плоскостью первого по ходу лучей из зеркал 9;where f is the focal distance of the illumination lens 6; V is the linear increase of the illumination lens 6; 1 is the distance between the traces of intersection of the optical axis of the lens 6 with mirrors 9; c1 is the angle between the optical axis of the lens 6 and the plane of the first along the rays from the mirrors 9;
6 - угол между плоскост ми первого и второго зеркал 9; d - рассто ние между узловой точкой объектива и следом пересечени его оптической оси с плоскостью первого по ходу лучей из зеркал 9 в среднем положении каретки 7.6 is the angle between the planes of the first and second mirrors 9; d is the distance between the nodal point of the lens and the intersection of its optical axis with the plane of the first along the rays from the mirrors 9 in the middle position of the carriage 7.
Отражающие поверхности зеркал 9 имеют следующие (минимальные) размеры:The reflective surfaces of mirrors 9 have the following (minimum) dimensions:
первое зеркалоfirst mirror
f (H-v)-d 2f (1+v) f (H-v) -d 2f (1 + v)
второе зеркало:second mirror:
f (H-v)-(d+l) 2f (l+v)f (H-v) - (d + l) 2f (l + v)
sinc, (3) sinc, (3)
nDjjg sin(o(+6) ,nDjjg sin (o (+6),
(4)(four)
20 25 30 20 25 30
5050
5555
где D p5 - выходной зрачок объектива.where D p5 is the exit pupil of the lens.
Компаратор линейных перемещений работает следзтощим образом.The linear displacement comparator works in the following way.
Аттестуемый фотоприемник 17 устанавливают на блок 10 креплени фотоприемника и подключают выходом к входу блока 11 обработки сигналов. Каретку 7 вьгаод т в одно из крайних положений, при котором изображениеThe certified photodetector 17 is mounted on the photodetector mounting unit 10 and connected with an output to the input of the signal processing unit 11. The carriage 7 is in one of the extreme positions at which the image
3131
диафрагмы 5 заведомо не проецируетс на поверхность фотоприемника 17. На шкале формировател 13 сигналов образцовой меры длины переключателем частоты устанавливают номинальную частоту импульсов, заранее рассчитанную из услови номинального шага индикации положени каретки 7 и скорости ее перемещени , Включают источники стабилизированных напр жений питани компаратора линейных перемещений (не показаны). При этом сигналом с выхода 1 блока 16 управлени включаетс электропривод 6, который перемещает каретку 7. В процессе движение каретки 7 оптическое изображение диафрагмы 5 перемещаетс по чувствительному слою фотоприемника 17, на выходе которого формируютс фотоэлектрические сигналы, поступающие в блок 11 обработки сигналов. В блоке 11 обработки сигналов в момент начала этого сигнала выдел етс импульс , поступающий на вход II блока 16 управлени , который формирует . импульс начала отсчета и посылает его с выхода III на вход II ждущего перестраиваемого генератора 14 стабилизированной частоты. От этого импульса генератор 14 запускаетс и начинает генерировать последовательность калиброванных по времени и амплитуде импульсов с вышеуказанной номинальной частотой. В процессе перемещени каретки 7 датчик 15 измер ет скорость ее перемещени . Сигнал , соответствующий скорости перемещени каретки 7, поступает на вход I генератора 14 в соответствии с изменением скорости перемещени каретки 7. Последовательность коротких импульсов с выхода генератора 14 стабилизированной частоты поступает на вход I блока 16 управлени . По окончании аттестации блок 16 управлени формирует сигнал Конец цикла измерений , поступающий с выхода IV блока 16 управлени на вход III генератора 14,. и приостанавливающий генерацию импульсов на врем , необходимое дл замены фотоприемника 17 на блоке 10 креплени фотоприемника.diaphragm 5 is not obviously projected onto the surface of the photodetector 17. On the scale of the imaging unit of 13 signals of an exemplary measure of length, the frequency switch sets the nominal pulse frequency, pre-calculated from the condition of the nominal step of indicating the position of the carriage 7 and its speed, include sources of stabilized linear displacement voltage comparator ( not shown). In this case, the output from control unit 16 turns on the electric drive 6, which moves the carriage 7. In the process of movement of the carriage 7, the optical image of the diaphragm 5 moves along the sensitive layer of the photodetector 17, the output of which produces photoelectric signals entering the signal processing unit 11. In block 11 of signal processing, at the moment of the beginning of this signal, a pulse arrives at the input II of control unit 16, which generates. the reference pulse and sends it from output III to the input II of the waiting tunable generator 14 of a stabilized frequency. From this pulse, the generator 14 starts and begins to generate a sequence of pulses calibrated in time and amplitude with the above-mentioned nominal frequency. In the process of moving the carriage 7, the sensor 15 measures its speed. The signal corresponding to the speed of movement of the carriage 7 is fed to the input I of the generator 14 in accordance with the change in the speed of movement of the carriage 7. A sequence of short pulses from the output of the generator 14 of a stabilized frequency is fed to the input I of the control unit 16. At the end of the attestation, the control unit 16 generates a signal. The end of the measurement cycle, coming from the output IV of the control unit 16 to the input III of the generator 14 ,. and suspending the generation of pulses for the time required to replace the photodetector 17 on the photodetector mounting unit 10.
Каждому линейному приращению перемещени каретки 7, величина которого определ етс частотой импульсов ге нератора 1,4 и скоростью перемещени каретки 7, соответствует пропорциональное линейное перемещение оптиEach linear increment of the movement of the carriage 7, the value of which is determined by the frequency of the generator pulses 1.4 and the speed of movement of the carriage 7, corresponds to a proportional linear displacement
.- .-
ческого изображени диафрагмы 5 по поверхности позиционно-чувствитель- ного фотоприемника 17, определ емое соотношениемimage of diaphragm 5 over the surface of the position-sensitive photodetector 17, determined by
sin & sin &
(5)(five)
S 6 ХодS 6 Stroke
где S - величина перемещени оптического изображени ; величина перемещени каретки 7;where S is the amount of movement of the optical image; the amount of movement of the carriage 7;
угол между отражающими поверхност ми зеркал 9. S каретки определ етс исход из размеров аттестуемого фотоприемника так, чтобы центральное положение каретки 7 находилось на рассто нии , равном величине d, вход щей в формулу (1).the angle between the reflective surfaces of the mirrors 9. S of the carriage is determined on the basis of the dimensions of the photodetector to be certified so that the center position of the carriage 7 is at a distance equal to the value of d included in formula (1).
Коэффициент k трансформации перемещени равен отношению величин S /S,вход щих в формулу (5):The displacement transformation coefficient k is equal to the ratio of the S / S values included in formula (5):
2525
5, five,
(6)(6)
и может измен тьс в пределах, определ емых неравенствомand may vary within the limits defined by the inequality
30thirty
0.k.2.0.k.2.
(7)(7)
3535
4040
4545
50.50.
5555
Таким образом, путем минимизации коэффициента k трансформации уменьшаетс вли ние на точность перемещений зондирующего луча погрешности , вносимой неточностью шагового перемещени каретки 7. Предельна степень минимизации определ етс качеством юстировки зеркал 9.Thus, by minimizing the transformation coefficient k, the influence on the accuracy of the probe beam movement is reduced by the error introduced by the inaccuracy of the step motion of the carriage 7. The limiting degree of minimization is determined by the quality of the adjustment of the mirrors 9.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864080532A SU1388720A1 (en) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | Linear displacement comparator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864080532A SU1388720A1 (en) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | Linear displacement comparator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1388720A1 true SU1388720A1 (en) | 1988-04-15 |
Family
ID=21242542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864080532A SU1388720A1 (en) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | Linear displacement comparator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1388720A1 (en) |
-
1986
- 1986-07-01 SU SU864080532A patent/SU1388720A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР 943523, кл. G 01 В 9/04, 1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4717255A (en) | Device for measuring small distances | |
US4744661A (en) | Device for measuring small distances | |
US4800270A (en) | Galvanometric optical scanning system having a pair of closely located synchronization | |
US5369488A (en) | High precision location measuring device wherein a position detector and an interferometer are fixed to a movable holder | |
CN100549726C (en) | Be used to measure the method and the measurement mechanism of absolute distance | |
CN101063607A (en) | Device for detecting deformation of accurate measuring systems for synthesis ship gesture | |
WO1988002846A1 (en) | Optical measuring probe | |
SU1388720A1 (en) | Linear displacement comparator | |
CN110850659A (en) | Microscale laser measurement scanning device | |
US3506839A (en) | Contactless probe system | |
US4115008A (en) | Displacement measuring apparatus | |
EP0310231B1 (en) | Optical measuring apparatus | |
SU1567872A1 (en) | Optical transducer of object displacements | |
US4685804A (en) | Method and apparatus for the measurement of the location or movement of a body | |
SU1368629A1 (en) | Method of checking pitch of lead screw thread | |
CN219104954U (en) | Noise self-correction laser Doppler speed measurement system | |
GB2153524A (en) | Sensing strain in transparent fibre | |
SU1350488A1 (en) | Device for measuring linear shifts | |
SU1776989A1 (en) | Angle-of-twist sensor | |
SU1024709A1 (en) | Non-flatness checking device | |
SU1562706A1 (en) | Device for measuring pulsed displacements | |
EP0271024A2 (en) | Optical focus sensor system | |
SU1698644A1 (en) | Optoelectronic device to measure diameters of heated large-size parts | |
SU1427169A1 (en) | Displacement transducer | |
JPH0980059A (en) | Scanner system |