SU1583735A1 - Indicating raster for four-channel photoelectric instrument transducer - Google Patents
Indicating raster for four-channel photoelectric instrument transducer Download PDFInfo
- Publication number
- SU1583735A1 SU1583735A1 SU874351661A SU4351661A SU1583735A1 SU 1583735 A1 SU1583735 A1 SU 1583735A1 SU 874351661 A SU874351661 A SU 874351661A SU 4351661 A SU4351661 A SU 4351661A SU 1583735 A1 SU1583735 A1 SU 1583735A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- raster
- rasters
- indicator
- measuring
- strokes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в составе четырехканального фотоэлектрического измерительного преобразовател . Цель изобретени - повышение точности измерений за счет обеспечени равенства амплитуд и абсолютных значений составл ющих выходного сигнала при развороте растров. Идущее от четырех источников излучение проходит через оптическую систему, формирующую четыре параллельных потока излучени , а затем через сопр жение измерительного и индикаторного растров перпендикул рно к их поверхност м. Индикаторный растр состоит из четырех участков, на каждом из которых растрова решетка выполнена в виде двух групп параллельных штрихов, скрещенных между собой путем наклона каждой группы на угол α и -α соответственно относительно продольной оси индикаторного растра, пары групп штрихов выполнены с относительным фазовым сдвигом 0,ϕ/2, 3ϕ/2 и ϕ радиан соответственно. Пройд собирающие линзы, каждый поток излучени попадает на один из фотоприемников, установленных в плоскости изображени муаровой картины, образованной штрихами измерительного растра. Сигналы с фазовым сдвигом О и ϕ, а также ϕ/2 и 3ϕ/2 используютс дл получени двух сдвинутых по фазе на ϕ/2 выходных сигналов без посто нной составл ющей. При относительном перемещении сопр гаемых растров из-за непр молинейности направл ющих происходит также неконтролируемый разворот растров. Форма выполнени индикаторного растра в данном преобразователе обеспечивает компенсацию фазовых сдвигов выходных сигналов. Это устран ет погрешность измерени линейного перемещени растров при их неконтролируемом развороте и ведет к повышению точности измерений. 3 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used as part of a four-channel photoelectric measuring transducer. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by ensuring equality of amplitudes and absolute values of the components of the output signal during raster rotation. Radiation from four sources passes through the optical system, which forms four parallel radiation fluxes, and then through conjugation of the measuring and indicator rasters perpendicular to their surfaces. The indicator raster consists of four sections, in each of which the raster grating is made in the form of two groups parallel strokes crossed by tilting each group by angle α and -α, respectively, relative to the longitudinal axis of the indicator raster, pairs of groups of lines are made with relative fa the reference shift is 0, ϕ / 2, 3ϕ / 2, and ϕ radians, respectively. Having passed the collecting lenses, each radiation flux falls on one of the photodetectors installed in the image plane of the moire pattern formed by the strokes of the measuring raster. The signals with phase shift O and ϕ, as well as ϕ / 2 and 3ϕ / 2, are used to obtain two phase-shifted by ϕ / 2 output signals without a constant component. With the relative movement of the matched rasters, due to the non-linearity of the guides, an uncontrolled spread of the rasters also occurs. The form of execution of the indicator raster in this converter provides for the compensation of phase shifts of the output signals. This eliminates the error in measuring the linear movement of rasters during their uncontrolled reversal and leads to an increase in measurement accuracy. 3 il.
Description
Изобретение относитс измерительной технике и может быть использовано в составе четырехканального фотоэлектрического измерительного преобразовател дл измерени величины перемещений объектов.The invention relates to a measurement technique and can be used as part of a four-channel photoelectric measuring transducer for measuring the magnitude of the movements of objects.
Цель изобретени - повышение точности измерений за счет обеспечени равенства амплитуд и абсолютных значений составл ющих выходного сигнала при развороте растров.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by ensuring equality of amplitudes and absolute values of the components of the output signal during raster rotation.
На фиг. 1 изображена оптическа схема четырехканального фотоэлектрического измерительного преобразовател ; на фиг. 2 - индикаторный растр преобразовател ; на фиг, 3 - векторна диаграмма сигналов пре- образовател .FIG. Figure 1 shows the optical layout of a four-channel photoelectric measuring transducer; in fig. 2 - indicator raster of the converter; FIG. 3 shows a vector diagram of the transducer signals.
Фотоэлектрический измерительный преобразователь содержит четыре источника 1 излучени , расположенные по ходу излучени , оптическую систему 2, измерительный растр 3, индикаторный растр 4, четыре собирающие линзы 5 и установленные за ними четыре фотоприемкика 6. Индикаторный растр 4 состоит из четырех участков 7-10, на каждом из которых выпол- нена растрова решетка, состо ща из двух групп параллельных штрихов, скрещенных между собой путем наклона каждой группы на угол +а и-а соответственно относительно продольной оси индикаторного рас- тра. Пары групп штрихов на участках 7-10 выполнены с относительным фазовым сдвип л 3 ж гом 0, тг, - и л: радиан соответственно.A photoelectric measuring transducer contains four sources of radiation 1 located along the course of radiation, an optical system 2, a measuring raster 3, an indicator raster 4, four collecting lenses 5 and four photo-detectors 6 mounted behind them. The indicator raster 4 consists of four sections 7-10, on each of which is made of a raster lattice consisting of two groups of parallel strokes crossed by tilting each group at an angle of + a and-a, respectively, relative to the longitudinal axis of the indicator scale. The pairs of groups of strokes in sections 7–10 are made with a relative phase shift of l 3 and gome 0, n, - and l: radians, respectively.
Каждый из фотоприемников 6 установ- лен в плоскости изображени муаровой картины, образованной штрихами измерительного растра 3 и парой групп штрихов индикаторного растра 4.Each of the photodetectors 6 is installed in the image plane of the moire pattern formed by the strokes of the measuring raster 3 and a pair of groups of strokes of the indicator raster 4.
Фотоэлектрический измерительный преобразователь работает следующим образом , Photoelectric measuring transducer works as follows
Излучение от источников 1 через оптическую систему 2, формирующую четыре параллельных потока излучени , перпенди- кул рные к поверхности растров 3 и 4, проходит через сопр жение этих растров, собирающие линзы 5 и поступает на фотоприемники 6. Каждый из четырех параллельных потоков проходит через измери- тельный растр 3, оДин из четырех участков индикаторного растра, одну из собирающих линз 5 и поступает на один из фотоприемников 6. При относительном перемещении измерительного растра 3 и индикаторного растра 4 происходит модул ци излучени растровым сопр жением. Наклон скрещивающихс параллельных штрихов на угол ±сс у предлагаемого индикаторного растра 4 так же, как и у известного, необхо- дим дл уменьшени зависимости амплитуды выходного сигнала от угла разворота растров ф. При этом угол а выбираетс равным половине максимального угла разворота растров (рмакс.The radiation from sources 1 through the optical system 2, which forms four parallel radiation fluxes, perpendicular to the surface of rasters 3 and 4, passes through the interface of these rasters, collects lenses 5 and enters the photodetectors 6. Each of the four parallel streams passes through measurements - a solid raster 3, one of four areas of the indicator raster, one of the collecting lenses 5 and fed to one of the photodetectors 6. When the relative movement of the measuring raster 3 and the indicator raster 4 occurs, the radiation is modulated raster mapping. The slope of the crossing parallel lines at an angle ± ss of the proposed indicator raster 4, as well as of the known, is necessary to reduce the dependence of the output signal amplitude on the angle of rotation of the rasters φ. In this case, the angle a is chosen equal to half the maximum angle of rotation of the rasters (p max.
Фотоприемники б преобразуют модулированное излучение в электрический сигнал , при этом пространственный фазовый сдвиг штрихов индикаторного растра 4 преобразуетс в фазовый сдвиг электрических сигналов фотоприемников 6. Таким образом , на выходе фотоприемников 6, расположенных напротив участков 7-10 индикаторного растра 4, получаютс электрические сигналы с относительным фазотГ 1 тГPhotodetectors b convert the modulated radiation into an electrical signal, and the spatial phase shift of the bars of the indicator raster 4 converts the phase shift of the electrical signals of the photodetectors 6. Thus, at the output of the photodetectors 6 opposite the sections 7-10 of the indicator raster 4, electrical signals with relative phasotg 1 tg
вым сдвигом О, TT, -- и л радианVym shift Oh, TT, - and l radians
соответственно. Сигналы с фазовым сдвигом 0 и так же, как и сигналы с фазовымrespectively. Signals with a phase shift of 0 and just like signals with a phase
ж Зл сдвигом - и-тр используютс дл получе22g zl shift - and-tr are used to obtain 22
лl
ни двух сдвинутых по фазе на - выходныхneither two phase-shifted weekends
сигналов без посто нной составл ющей путем их встречного включени . Выходные сигналы позвол ют организовать реверсивный счет муаровых полос с помощью известных отсчетных устройств.signals without a constant component by counter-switching them. The output signals make it possible to organize a reversible counting of the moire bands with the help of known reading devices.
При относительном линейном перемещении растров 3 и 4 из-за непр молинейности направл ющих (не показаны) или по другим причинам (например, погрешности синхронной работы линейных двигателей, осуществл ющих плоскопараллельное перемещение фотоэлектрического измерительного преобразовател ) происходит также разворот сопр гаемых растров на некоторый угол ф .With the relative linear movement of the rasters 3 and 4, because of the linearity of the guides (not shown) or for other reasons (for example, errors in the synchronous operation of linear motors carrying out a plane-parallel movement of the photoelectric measuring transducer), the mating rasters also rotate at a certain angle f .
В случае несимметричного расположени потока излучени относительно продольной оси индикаторного растра 4 по вл етс погрешность измерени перемещений , обусловленна отсутствием соответствующей компенсации фазовых сдвигов выходных сигналов.In the case of an asymmetrical arrangement of the radiation flux relative to the longitudinal axis of the indicator raster 4, an error in the measurement of displacements appears due to the lack of appropriate compensation for phase shifts of the output signals.
При предлагаемом выполнении индикаторного растра 4 выходной сигнал каждого фотоприемника б получаетс в результате преобразовани потока излучени , образованного совместным действием скрещенных штрихов (фиг. 2). При этом каждый сигнал образован единственной составл ющей , амплитуда и фаза которой не завис т при неконтролируемом развороте растров 3 и 4 от положени потока излучени в пределах площади поверхности индикаторного растра 4,With the proposed implementation of the indicator raster 4, the output signal of each photodetector b is obtained as a result of the conversion of the radiation flux formed by the combined action of crossed strokes (Fig. 2). At the same time, each signal is formed by a single component, the amplitude and phase of which do not depend on the uncontrolled rotation of rasters 3 and 4 on the position of the radiation flux within the surface area of the indicator raster 4,
На диаграмме (фиг. 3) вектором А обозначен сигнал, полученный от сопр жени с верхним (по фиг. 2) участком индикаторного растра 4, вектором В - сигнал от сопр жени с нижним участком. Пространственный фазовый сдвиг между парами групп штрихов дл выбранных участков растра равен jt радиан, иЛу)в на которые мен етс фаза сигналов А и В соответственно при развороте сопр гаемых растров 3 иIn the diagram (Fig. 3), the vector A denotes the signal received from the conjugation with the upper (in Fig. 2) section of the indicator raster 4, and the vector B represents the signal from the conjugation with the lower portion. The spatial phase shift between pairs of groups of strokes for the selected raster areas is equal to jt radians, Li) in which the phase of signals A and B changes, respectively, when the mapped rasters 3 and
4 на угол р. Дл данного выполнени индикаторного растра 4 в преобразователе углы всегда равны по величине и противоположны по знаку, а закон изменени сигналов А и В при развороте растров 3 и 4 одинаков.4 at an angle of p. For this implementation of the indicator raster 4 in the converter, the angles are always equal in magnitude and opposite in sign, and the law of change of signals A and B when rotating rasters 3 and 4 is the same.
Следовательно, векторна диаграмма сигналов с фотоприемников 6 имеет одинаковый вид как дл случа расположени потока излучени симметрично относительно продольной оси индикаторного растра 4, так и дл случа его смещени относительно этой оси, поэтому погрешность измерени линейного перемещени растров 3 и 4 при их неконтролируемом развороте отсутству0Consequently, the vector diagram of signals from photodetectors 6 has the same appearance both for the case when the radiation flux is located symmetrically with respect to the longitudinal axis of the indicator raster 4, and for the case of its displacement relative to this axis, therefore the measurement error of the linear movement of rasters 3 and 4 with their uncontrolled reversal is absent0
ет, что аедет к повышению точности измерений .However, this will increase the accuracy of the measurements.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874351661A SU1583735A1 (en) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | Indicating raster for four-channel photoelectric instrument transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874351661A SU1583735A1 (en) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | Indicating raster for four-channel photoelectric instrument transducer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1583735A1 true SU1583735A1 (en) | 1990-08-07 |
Family
ID=21345564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874351661A SU1583735A1 (en) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | Indicating raster for four-channel photoelectric instrument transducer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1583735A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5694218A (en) * | 1995-05-08 | 1997-12-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical encoder including a plurality of phase adjusting gratings |
-
1987
- 1987-12-28 SU SU874351661A patent/SU1583735A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Фотоэлектрические преобразователи информации. /Под ред. Л.Н. Пр снухина. М.: Машиностроение, 1974, с. 180-181. Авторское свидетельство СССР № 1339393, кл. G 01 В 11/00, 1987. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5694218A (en) * | 1995-05-08 | 1997-12-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical encoder including a plurality of phase adjusting gratings |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6333604A (en) | Relative-displacement measuring device | |
JP3644687B2 (en) | Photoelectric distance and angle measuring device for measuring the relative displacement of two objects | |
JPH0246087B2 (en) | ||
JPS5845687B2 (en) | Movement distance and speed measuring device | |
US3553469A (en) | Arrangement for measuring angular rotation using two moiree patterns | |
US5067089A (en) | Device having signal interpolation circuit and displacement measuring apparatus comprising the device | |
SU1583735A1 (en) | Indicating raster for four-channel photoelectric instrument transducer | |
US3496364A (en) | Linear encoder having a fringe pattern produced by optical imaging | |
US5390423A (en) | Analogue probe | |
SU1339393A1 (en) | Photoelectric linear shifts converter | |
SU665205A1 (en) | Linear displacement pick-up | |
SU1237904A1 (en) | Method of measuring gap between rasters of photoelectric scanning shift transducers | |
SU433522A1 (en) | PHOTO-ELECTRICAL PULSE REVERSIBLE MOVING CONVERTER | |
SU1490483A1 (en) | Displacement meter | |
SU763680A1 (en) | Photoelectric unit for motion measuring device | |
SU1048314A1 (en) | Photoelectric device for measuring angles | |
SU1188535A1 (en) | Optronic device for measuring linear and angular displacements | |
RU1793214C (en) | Photoelectric displacement transducer | |
SU756193A1 (en) | Photoelectric rotation angle sensor | |
JPS636418A (en) | Encoder | |
SU803604A1 (en) | Photoelectric transducer of circular displacements | |
SU1244485A1 (en) | Method of measuring shift of scanning transducer | |
SU1046612A1 (en) | Photoelectric displacement converter | |
SU1350487A1 (en) | Photoelectric displacement converter | |
SU1487182A1 (en) | Photoelectric angle-to-code converter |