SU1460606A1 - Displacement measurement device - Google Patents

Displacement measurement device Download PDF

Info

Publication number
SU1460606A1
SU1460606A1 SU874254265A SU4254265A SU1460606A1 SU 1460606 A1 SU1460606 A1 SU 1460606A1 SU 874254265 A SU874254265 A SU 874254265A SU 4254265 A SU4254265 A SU 4254265A SU 1460606 A1 SU1460606 A1 SU 1460606A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
diffraction
photodetector
subtracting
Prior art date
Application number
SU874254265A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Иванович Юрлов
Александр Нефедович Максимов
Original Assignee
Научно-исследовательский институт прикладной геодезии
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 Научно-исследовательский институт прикладной геодезии filed Critical Научно-исследовательский институт прикладной геодезии
Priority to SU874254265A priority Critical patent/SU1460606A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1460606A1 publication Critical patent/SU1460606A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике. Цель .- изобретени  - расширение функцио- , нальных возможностей - достигаетс  за счет .дополнительного измерени  угловых перемещений объекта. Световой луч от источника 1 света падает на ультразвуковой модул тор 3 света. В результате дифракции луча на периодической структуре ультразвукового модул тора 3 света лучи плюс первого и минус первого пор дков дифракции попадают соответственно на фотоприемники 5 и 6. Суммарный сигнал с этих фотоприемников слабо зависит от угла падени  луча, его величина рпред - л етс ,с помощью суммирующего блора 8 и по ней можно судить о величине линейного перемещени . Линейный размер определ етс  по задержке сигнала с выхода суммирующего блока 8 относительно импульса генератора 4 стробирующих импульсов. Величина углового перемещени  определ етс  путем вычитани  сигналов плюс перво го и минус первого пор дков дифракции с помощью вычитающего блока 7. 2 ил. (ЛThis invention relates to instrumentation technology. The purpose of the invention is the expansion of functional possibilities, achieved through the additional measurement of the angular displacements of the object. The light beam from the light source 1 is incident on the ultrasonic modulator 3 of the light. As a result of the diffraction of the beam on the periodic structure of the ultrasonic modulator 3, the light rays plus the first and minus first diffraction orders fall on the photoreceivers 5 and 6, respectively. The total signal from these photodetectors weakly depends on the angle of incidence of the beam, The summing block 8 and from it one can judge the magnitude of the linear displacement. The linear size is determined by the delay of the signal from the output of the summing unit 8 relative to the pulse of the 4 gating pulse generator. The magnitude of the angular displacement is determined by subtracting the signals plus the first and minus of the first diffraction order using the subtracting unit 7. 2 sludge. (L

Description

новленные и оптически св занные ис- 30 перевод  его во включенное состо ние,.and optically coupled images; 30, transferring it to the included state;

точник 1 света, систему 2 формировани  опорного светового луча, ультразвуковой модул тор 3 света (УМС), кинематически св занный с объектом, генератор 4 иесущей частоты, выход которого св зан с входом УМС 3, два фотоприемника 5 и 6, распо;|оженные соответственно по ходу диф1$акционных лучей плюс первого и минус первого пор дка дифракции, вычитающий -блок 7, С5гммирующий блок 8, входы ( соединены с выходами фотоприемников, измеритель 9 амплитуды импульсов, бистабильный элемент 10, генератор 11 стробирукщнх импульсов. :a light source 1, a reference light beam forming system 2, an ultrasonic light modulator 3 (CMS), kinematically connected with an object, an oscillating frequency generator 4, the output of which is connected to the CMS input 3, two photodetectors 5 and 6, located; respectively, along the diff1 $ promotional beams plus the first and minus first diffraction orders, subtractive -block 7, C5gmming block 8, inputs (connected to the outputs of photodetectors, measuring instrument 9 pulse amplitude, bistable element 10, strobing generator 11 pulses.:

Бистабильный злемент 10 может быть выполнен в виде триггера. Используемый УМС 3 выполнен работающим в промежуточном режиме )е зду режима- мн дифракции Рамана-Ната и дифракции Брэгга.Bistable element 10 can be made in the form of a trigger. The UMS 3 used is made operating in an intermediate mode, using the Raman-Nath diffraction mode and Bragg diffraction mode.

При этом справедливо соотношениеIn this case, the ratio

. ,. ,

Х, - ширина ультразвуковогоX, is the width of the ultrasound

пучк а: .. X - длнна волны света;beam a: .. X - wavelength of light;

Лдлина волны ультразвука.Ldlin wave ultrasound.

5five

5five

ОABOUT

5five

Генератор 4 работает в режиме импульсной модул ции, В момент по влени  импульса от генератора J1 стро- бирующих импульсов генератор 4 генерирует радиоимпульс, преобразуемый в УМС 3 в ультразвуковую волну, котора  через промежуток времени, равный времени ее пробега от вхолного торца УМС 3 до пересечени  опорного луча i света, вызывает дифракцию этого луча.: Дифрагированные лучи фop вфyют сигналы йа выходах фотоприемников 5 и 6, задержанные во времени. Эта времен- задержка, пропорциональна линейно-: му смещению УМС 3 относительно опорного светового Луча. Сигналы с фотоприемников передаютс  на суммирующий 8 и вычитающий 7 блоки. Импульсы на выходе.фотоприемнйков 5 и 6 имеют |амплитуд j пропорциональные интенсивности 1, и I., дифракционных лучей, : интенсивность которых зависит O s величины угла наклона фронтов ультразвуковой волны к опорному лучу (фиг. 2а). Амплитуда импульса на вы ходе вычитающего блока 7 з ависит от угла об в пределах ±бр (Г .2б) и соответствует разности значений и ,, Таким , амплитудаGenerator 4 operates in pulse modulation mode. At the time of the pulse from generator J1 of the generating pulses, generator 4 generates a radio pulse that is converted into the AMC 3 into an ultrasonic wave, which after a period of time equal to the time it takes from the end of the AMC 3 to intersect of the reference beam i of the light, causes the diffraction of this beam. The diffracted beams of the phor in the signals of the photodetectors 5 and 6, delayed in time. This time-delay is proportional to the linear: th displacement of the UMS 3 relative to the reference light Beam. Signals from photodetectors are transmitted to summing 8 and subtracting 7 blocks. The pulses at the output. Photogrims 5 and 6 have | amplitudes j proportional to intensities 1, and I., diffraction rays,: the intensity of which depends on O s of the angle of inclination of the fronts of the ultrasonic wave to the reference beam (Fig. 2a). The amplitude of the pulse at the output of the subtracting unit 7 is avisit from the angle about within ± br (Г .2б) and corresponds to the difference of values and, Thus, the amplitude

импульса на выходе вычитающего блока 7 однозначно определ ет угловое положение 3 света относительно опорного светового луча. Измер етс  амплитуда измерителем 9 амплитуды импульса. Амплитуда импульса на выходе суммирующего блока 8 фиг. 2в) во всем диапазоне измерени  углов 4 0 g отличаетс  от нул , имеет максимальное значение и практически не мен етс . Сигнал с выхода суммирую- ицего блока 8, задержанный во времени, поступает на бистабильный элемент 10 и переводит его в выключенное состо ние .the pulse at the output of the subtracting unit 7 uniquely determines the angular position 3 of the light relative to the reference light beam. The amplitude is measured by a pulse amplitude meter 9. The amplitude of the pulse at the output of the summing unit 8 of FIG. 2c) over the whole range of measurement of angles, 4 0 g differs from zero, has a maximum value and practically does not change. The signal from the output of the summing block 8, delayed in time, arrives at the bistable element 10 and puts it into the off state.

Длительность единичного импулвса на выходе бистабильного элемента 10The duration of a single impulse output bistable element 10

14606061460606

установленный в зоне дифрагирован ного луча первого пор дка, генера тор несущей частоты, выход которо соединен с.входом ультразвукового модул тора света, бистабильный эле мент, генератор стробирунзщих импул сов, выход которого подключен к мо л ционному входу генератора несуще 10 частоты и первому входу бистабильн го элемента, отличающее с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за сче измерени  нар ду с линейными также 15 и угловых перемещений, оно снабже но вторым фотоприемником, вычитающим блоком, суммирующим блоком и измерителем амплитуды импульса, вх ды вычитающего и суммирующего блоmounted in the zone of the first-order diffracted beam, a carrier frequency generator, the output of which is connected to the input of an ultrasonic light modulator, a bistable element, a strobe impulse generator, the output of which is connected to the generator input of the frequency carrier 10 and the first input a bistable element, which differs in that, in order to expand its functionality, along with linear and 15 angular displacements, it is also equipped with a second photodetector, a subtractive unit, a summing unit meter pulse amplitude Rin rows subtractor and adder blo

г-1--- «. % л-х У, у ninnj у пЧц С 1 J UJIOr-1 --- “. % lx y, y ninnj ypcc C 1 J UJIO

равна времени распространени  ультра-2о ков соединены с выходами первого иequal to the propagation time of ultra-2okov connected to the outputs of the first and

ЗВУКОВОЙ волны от ТОППЯ УМП ч пп«. л.SOUND WAVE from TOPPNYMP P hp ". l

звуковой волны от торца УМС 3 до опорного светового луча и определ ет линейное смеп1ение объекта, св занного с УМС 3.the sound wave from the end of the MCM 3 to the reference light beam and determines the linear mismatch of the object associated with the MCM 3.

второго фотоприемников, выход суммирующего блока соединен с вторым входом бистабильного элемента, вход измерител  амплитуды импульса соедиthe second photodetector, the output of the summing unit is connected to the second input of the bistable element, the input of the measuring instrument of the amplitude of the pulse connect

ФормулаFormula

изобретени the invention

Устройство дл  измерени  перемещений , содержащее источник света, оптически св занные и установленные j по ходу луча, систему формировани  опорного светового луча и ультразвуковой модул тор света, фотоприемник,An apparatus for measuring displacements comprising a light source optically coupled and mounted j along the beam path, a system for forming a reference light beam and an ultrasonic light modulator, a photodetector,

14606061460606

установленный в зоне дифрагированного луча первого пор дка, генератор несущей частоты, выход которого соединен с.входом ультразвукового модул тора света, бистабильный элемент , генератор стробирунзщих импульсов , выход которого подключен к модул ционному входу генератора несущей частоты и первому входу бистабильного элемента, отличающее- с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет измерени  нар ду с линейными также и угловых перемещений, оно снабжено вторым фотоприемником, вычитающим блоком, суммирующим блоком и измерителем амплитуды импульса, входы вычитающего и суммирующего блог-1--- «. % л-х У, у ninnj у пЧц С 1 J UJIOinstalled in the zone of the first-order diffracted beam, a carrier frequency generator, the output of which is connected to the input of an ultrasonic light modulator, a bistable element, a strobe pulse generator, the output of which is connected to the modulation input of the carrier frequency generator and the first input of the bistable element, which the fact that, in order to extend the functionality by measuring along with linear also angular displacements, it is equipped with a second photodetector, a subtractive unit that summarizes the the eye and the pulse amplitude meter, the inputs of the subtracting and summing blog-1 --- “. % lx y, y ninnj ypcc C 1 J UJIO

ков соединены с выходами первого иcov connected to the outputs of the first and

ков соединены с выходами первого иcov connected to the outputs of the first and

«. л.". l

второго фотоприемников, выход суммирующего блока соединен с вторым входом бистабильного элемента, вход измерител  амплитуды импульса соедииен с выходом вычитагацего блока, второй фотоприемник расположен в зоне дифрагированного луча, симметрично первому бтносительно луча нулевого пор дка дифракции, ультразвуковой модул тор света выполнен в промежуточном режиме между режимами дифракции Романа-Ната и дифракции Брэгга.the second photodetector, the output of the summing unit is connected to the second input of the bistable element, the input of the pulse amplitude meter is connected to the output of the subtractor unit, the second photodetector is located in the diffracted beam zone, symmetrically to the first diffraction beam, the ultrasonic light modulator is in intermediate mode between the lines. Roman-Nath diffraction and Bragg diffraction.

Ав(.7Av (.7

t:t:

%%

ff. ff.

ffff

Фиг. 2FIG. 2

Л/г.сL / gs

&BUT

-9-9

66

еe

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для измерения переме1щений, содержащее источник света, оптически связанные и установленные » gg по ходу луча, систему формирования опорного светового луча и ультразвук ковой модулятор света, фотоприемник, установленный в зоне дифрагированного луча первого порядка, генератор несущей частоты, выход которого соединен с входом ультразвукового модулятора света, бистабильный элемент, генератор стробирующих импульсов, выход которого подключен к модуляционному входу генератора несущей частоты и первому входу бистабильного элемента, о тличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения наряду с линейными также и угловых перемещений, оно снабжено вторым фотоприемником, вычитающим блоком, суммирующим блоком, и измерителем амплитуды импульса, входы вычитающего и суммирующего блоков соединены с выходами первого и второго фотоприемников, выход суммирующего блока соединен с вторым входом бистабильного элемента, вход измерителя амплитуды импульса соединен с выходом вычитающего блока, второй фотоприемник расположен в зоне дифрагированного луча, симметрично первому Относительно луча нулевого порядка дифракции, ультразвуковой модулятор света выполнен в промежуточном режиме между режимами дифракции Романа-Ната и дифракции Брэгга.A device for measuring displacements containing a light source optically coupled and installed along the beam, a reference light beam forming system and an ultrasonic light modulator, a photodetector installed in the first-order diffracted beam zone, a carrier frequency generator, the output of which is connected to the ultrasonic input a light modulator, a bistable element, a strobe pulse generator, the output of which is connected to the modulation input of the carrier frequency generator and the first input of the bistable element a, which is distinguished by the fact that, in order to expand the functionality by measuring along with linear angular displacements as well, it is equipped with a second photodetector, a subtracting block, a summing block, and a pulse amplitude meter, the inputs of the subtracting and summing blocks are connected to the outputs of the first and a second photodetector, the output of the summing unit is connected to the second input of the bistable element, the input of the pulse amplitude meter is connected to the output of the subtracting unit, the second photodetector is located in the diffraction zone beam, symmetric to the first. With respect to the zero-order diffraction beam, the ultrasonic light modulator is made in an intermediate mode between the Roman-Nath diffraction and Bragg diffraction modes. Фиг.2Figure 2
SU874254265A 1987-06-03 1987-06-03 Displacement measurement device SU1460606A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874254265A SU1460606A1 (en) 1987-06-03 1987-06-03 Displacement measurement device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874254265A SU1460606A1 (en) 1987-06-03 1987-06-03 Displacement measurement device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1460606A1 true SU1460606A1 (en) 1989-02-23

Family

ID=21307824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874254265A SU1460606A1 (en) 1987-06-03 1987-06-03 Displacement measurement device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1460606A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1191732, кл. G 01 В П/ОО, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6468680A (en) Distance measurement by charp echo and distance measuring apparatus thereby
JPS57128810A (en) Distance measuring device
EP0193193A3 (en) Waveguide-type optical sensor
SU1460606A1 (en) Displacement measurement device
RU17219U1 (en) ACOUSTOPTIC DEVICE FOR MEASURING MOVEMENTS
JPS6428504A (en) Length measuring device
SU1654651A1 (en) Device for object motion measurements
SU1044171A2 (en) Device for measuring angular speed
RU1768973C (en) Device for metering geometric parameters of surfaces
SU1051430A1 (en) Fibre-optical velocity transducer
SU1580166A1 (en) Apparatus for measuring shifts
SU1753271A1 (en) Method to determine vibration parameters
JPS6428503A (en) Length measuring device
SU1334093A1 (en) Acoustooptical phase and frequency meter
SU1551988A1 (en) Photoraster transducer of displacements
SU1035419A1 (en) Optical electronic device for measubring linear displacements
RU2166182C2 (en) Interference method measuring angle of turn of object
SU1191732A1 (en) Device for checking angular displacements
SU500529A1 (en) Acoustic-optical analyzer of amplitude spectra
RU1778524C (en) Photoelectric converter of angular motion
SU1195183A2 (en) Photoelectric autocollimator for fixing angular object position
SU1160205A1 (en) Cryogenic-compression plant
SU1714360A1 (en) Displacement transducer
RU1818528C (en) Method for measuring angular velocity by means of fiber-optical gyroscope
SU1139261A1 (en) Device for measuring speed