SU1490483A1 - Измеритель перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в оптоэлектронных (растровых) и лазерных измерител х перемещений. Цель - повышение точности измерени  за счет повышени  стабильности амплитуд выходных сигналов приемников излучени . Цель достигаетс  следующим образом. Световой поток от источника 2 излучени , проход  через подвижный и неподвижный растры 3 и 4, попадает на приемники 5, 6 излучени , которые расположены так, что на их выходах сигналы сдвинуты по фазе на ϕ/2. Сигналы с приемников возвод т в квадрат аналоговыми перемножител ми 7, 8, складываютс  сумматором 9, и результирующий сигнал отфильтровываетс  фильтром 11. Полученный таким образом сигнал подаетс  на управл емый вход генератора 1 тока, который питает источник 2 излучени . Величина перемещени  определ етс  блоком 10 преобразовани  измерений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в оптоэлектронных (растровых и лазерных измерител х перемещений (линейных или угловых).

Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет повышени  стабильности амплитуд выходных сигналов приемников излучени .

На чертеже приведена схема измерител  перемещений.

Устройство содержит генератор 1 тока, источник 2 излучени , вход которого соединен с выходом генератора

1тока, расположенные по ходу светового потока меру измерени , состо щую из измерительного растра 3, св зываемого с объектом, и растра А, первый и второй приемники 5,6 излучени , первый и второй аналоговые перемножители 7,8, входы которых соединены соответственно с выходами приемников 5,6 излучени , сумматор 9 входы которого соединены соответственно с выходами аналоговых перемножителей 7,8, блок 10 преобразовани  измерений, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго приемников 5,6 излучени , и фильтр I1 нижних частот, вход которого соединен с выходом сумматора, а выход - с управл ющим входом генератора I тока.

Устройство работает следующим образом .

Генератор 1 тока питает источник

2излучени . Измерительный растр 3 представл ет собой периодическую структуру из чередующихс  непрозрачных и прозрачных полос и св зываетс  с объектом, перемещение которого следует измер ть. Неподвижный индикаторный растр 4 имеет по крайней мере две зоны чередующихс  полос, сдвинутые на четверть периода растра . При движении измерительного растра 3 приемники 5,6 излучени  воспринимают амплитудно-модулированное излучение с периодом, равным периоду растра. Набег фазы выходных сигналов измер емый блоком 10 преобразовани  измерений  вл етс  мерой перемещени  Выходные сигналы приемников излучени

л

бой два формировател  пр моугольных сигналов, цифровой реверсивный детектор , реверсивный счетчик с буферным регистром и устройство индикации. Точность измерени  перемещени  зависит в том числе от стабильности амплитуд выходных сигналов приемников излучени . Эта зависимость становитс  существенной, если блок преобразовани  измерений содержит фазовый интерпол тор, формирующий не один, а несколько счетных импульсов на каждом периоде выходных сигналов.

Нестабильность амплитуд сигналов может быть вызвана, например старением излучател  либо разъюстировкой растров 3,4,

Входы X и У аналоговых перемножи0 телей 7,8 сигналов объединены и подключены к выходам приемников 5,6 излучени . В указанном включении перемножители ,7,8 осуществл ют возведе- ° ние в квадрат входных сигналов. Вы5 ходные сигналы перемножителей 7,8 поданы на входы сумматора 9. При идеально квадратурных сигналах приемников 5,6 излучени  (Синус и Косинус) на выходе сумматора возникает посто нна  составл юща , пропорциональна  квадрату амплитуды выходных сигналов приемников излучени . С учетом того, что реальные выходные сигналы из-за дефектов юстировки оптической системы измерител  могут отличатьс  от квадратурных, на выходе сумматора, кроме посто нной составл ющей (полезного сигнала), возникает переменна  составл юща , дл  фильтрации которой в устройство введен фильтр I1 нижних частот, подулюченный к выходу сумматора 9. Выход фильтра 11 нижних частот подключен к управл ющему входу генератора 1 тока, что и обеспечивает стабилизацию выходных сигналов приемников излучени  и, следовательно, положительный эффект - повьшение ТОЧНОСТИ измерени  перемещений .

Технико-экономическа  эффективность изобретени  определ етс  более высокой точностью измерени  перемещений , так как при стабилизации амплитуд квадратурных сигналов в

0

5

0

5

сдвинуты по фазе на ± iJ /2, что позво- ее блоке преобразовани  измерительной

л ет фиксировать также и знак перемещени  .

Блок 10 преобразовани  измерений в простейшем случае гредставл ет соинформации может быть реализовано ;измерение перемещени  с меньшим шагом квантовани , т.е. более высоким разрешением. Очевидно, что при умен

информации может быть реализовано ;измерение перемещени  с меньшим шагом квантовани , т.е. более высоким разрешением. Очевидно, что при уменьшении нестабильности сигналов вдвое, во столько же раз может быть увеличено разрешение измерител .

Claims (2)

1. Измеритель перемещений, содержащий генератор тока, источник излучени , вход которого соединен с вы- ю выходами первого и второго аналогоходом генератора тока, расположенные по ходу светового потока меру измерени , св зываемую с объектом, первый и второй приемники излучени  и блок преобразовани  измерений, входы которого соединены с выходами первого и второго приемников излучени , о т личающийс  тем, что, с . целью повышени  точности измерени  перемещений, он снабжен первым и вторым аналоговыми перемножител ми,входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго приемников излучени , и сумматором, входы которого соединены соответственно с

вых перемножителей, а выход - с. управл ющим входом генератора тока.

2. Измеритель перемещений по п.1, отличающийс  тем, что он снабжен фильтром нижннх частот, включенным между выходом сумматора и управл ющим входом генератора тока.