SU1613857A1 - Устройство дл измерени перемещени объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности измерений при измен ющейс  дальности до объекта. Генератор 13 формирует сигнал, поступающий на излучатель 8 и через фазосдвигающий элемент 14 на излучатель 9. Излучатели 8, 9 формируют потоки излучени , сдвинутые по фазе друг относительно друга на 90°. С помощью призмы 7, светоделител  5, объектива 4 формируетс  поток модулированного излучени . При перемещении зеркально-линзового отражател  1 происходит перераспределение мощности отраженных потоков излучени  на фотоприемнике 6. Фазовый сдвиг сигнала, снимаемого с фотоприемника 6, зависит от положени  зеркально-линзового отражател  1. Информационный сигнал формируетс  нуль-органом 10, фазовый сдвиг которого измер етс  фазочувствительным детектором 11. Плоскопараллельной пластиной 3, управл емой приводом 12, осуществл етс  компенсаци  смещени  отраженного потока излучени . Положение плоскопараллельной пластины 3 измер етс  элементами 15, 16, 17 и регистрируетс  регистратором 18. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  бесконтактного измерени  перемещени  различных объектов при измен ющейс  дальности до объекта.

Ц|гль изобретени  - повьшение точности измерений при измен ющейс  дальности до объекта.

На чертеже представлена функцио- нальна  схема устройства

Устройство содержит зеркально- линзовый отражатель 1, установлен- ньА на объекте, и координатор 2, состо щий из расположенных последо- вательно, вдоль оптической оси плоскопараллельной пластины 3,  вл ющейс  компенсатором перемещени , объектива 4, светоделител  5, фотоприемни- к а 6, расположенного в фокальной

плоскости объектива 4,. разделительной пр моугольной прчзмы 7, расположенной в боковом канале, образованном светоделителем 5, так, что ее ребро находитс  в фокальной плоскости объе ктива 4, первого 8 и второго 9 излучателей , расположенных на одной оси симметрично относительно катетнмх граней разделительной пр моугольной призмы 7, -нуль-органа 10, вход кото- рого соединен с выходом фотоприемника 6 фазочувствительного детектора 11, информационный вход которого соединен с выходом нуль-органа 10, привода 12, вход которого соединен с выходом.Фазочувствительного детектора 11, а выход - с плоскопараллельной пластиной 3, генератора 13, вьшо ненного в виде источника напр жени  синусоидальной формы, первый выход которого соединен с первым излучателем 8 и входом фазосдвигающего элемента 14, а второй выход - с управл емым входом Фазочувствительного детектора 11, выход фазосдвигающего элемента 14 соединен с вторым излуча телем 9, датчика положени  ко1«щенса- тора перемещени , оптически св занного с плоскопараллельной пластиной 3 и состо щего из расположенных на одной оси излучател  15, объектива 16, позиционно-чувствительного фотоприемника 17,  вл ющихс  датчиком положени  плоскопараллельной пластины 3, и регистратора 18, причем ме зду объективом 16 и позиционно- чувствительным фотоприемником 17 расположена плоскопараллельна  пластина 3.

Устройство работает следующим образом .

Генератор 13 формирует сигнал синусоидальной формы, который поступает на первый, излучатель 8 и на вход фазосдвигающего элемента 14. С выхода фазосдвигающего элемента 14 сигнал синусоидальной формы,о

сдвинутый по фазе на четверть периода относительно сигнала с выхода генератора 13, поступает на второй излучатель 9. В фокальной плоскости объектива 4 расположено ребро разделительной пр моугольной призмы 7, грани которой облучаютс  излучател ми 8 и 9. При этом в пространстве перед координатором 2 формируетс  поток излучени  с границей раздела, причем верхн   и нижн   половины потока , излучени  промодулированы одной и той же частотой, но имеют различные фазы модул ции интенсивности, сдвинутые одна относительно другой на четверть периода.

Пространственное распределение потока излучени  формирует в пространстве перед координатором 2 равносиг- нальную плоскость,  вл ющуюс  измерительной , базой. Пучок излучени , вырезанный входным зрачком зеркально-линзового отражател  1 и отраженный в обратном направл.ении, пройд  через плоскопараллельную пластину 3 и объектив 4, направл етс  через светоделитель 5 на чувствительную площадку фотоприемника 6. Соотнощение потоков излучени  с разной начальной фазой, приход щих на чувствительную площадку фотоприемника 6, зависит от пространственного положени  входного ка зеркально-линзового отражател  1 относительно равносигнальной плоскости , образованной в пространстве оптической системой координатора 2. На чувствительной площадке фртоприем ника 6 происходит преобразование потоков излучени , пришедших на фотоприемник , в результате чего -на выходе фотоприемника 6 формируетс  электрический сигнал синусоидальнс й формы с той же частотой, что и у. излчателей 8 и 9, но с фазой, промежуточной по отнощению к фазам потоков излучени . Таким образом, фаза сигнала с выхода фoтoпpиe.никa 6 зависит от соотношени  мощностей отраженных потоков излучени  -с различной начальной фазой, падающих на фотоприемник.

5, 16

а следовательно, и от положени  зеркально-линзового отражател  1 относительно равносигнальной плоскости.

Сигнал с выхода фотоприемника 6 по ступает на нуль-орган 10, с выхода которого сигнал в виде последователь- кости пр моугольных сигналов со скваж вестью два, имеющих посто нную амплитуду , поступает на первый вход фа- зочувствительного детектора 11. На второй вход фазочувствитепьного детектора 11 поступает опорный сигнал с второго выхода генератора 13. Так как амплитуда сигналов, поступающих на: информационный вход фазочувстви- тельного детектора 11 с выхода нуль- органа 10, посто нна, напр жение сигнала на выходе фазочувствитель- ного детектора 11 зависит только от фазы информационного сигнала, т.е. от величины смещени  зеркально-линзового отражател  1 в направлении, перпендикул рном равносигнальной плоскости.

Пол рность сигнала на .выходе фазочувствительного детектора 11 зависит от направлени  смещени  зеркально-линзового отражател  1. Сигнал с выхода фазочувствительного детектора 11 поступает на вход привода 12, управл ющего поворотом плос- копараллельно пластины 3„ При этом реализуетс  нулевой метод измерени . Поворот плоскопараллельной пластины 3 вызывает параллельное смещение линии визировани  координатора 2, что приводит к смещению положени  оав- носигнальной плоскости до тех пор, пока мощности потоков излучени  с разными начальными фазами, отраженные зеркально-линзовым отражателем 1, не станут равными друг другу При этом поворот плоскопараллельной пластины 3 вызывает смещение изображени  излучател  15 на позиционно-чув- ствительном фотоприемнике 17, сигнал с которого обрабатываетс  регистра- тором 18.

857

В устройстве может быть использован генератор 13, формирующий сигналы треугольной формыо

Использование устройства позвол ет; повысить точность измерений при измен ющейс  дальности до объекта за счет того, что фаза сигнала, снимаемого с фотоприемника 6, не зависит от дапь0 кости до объекта.

I

Чрормула изобретени 

Устройство дл  измерени  переме5 щени  объекта, содержащее контрольный элемент в виде зеркально-линзового отражател , скрепл емый с.объектом, координатор, выполненный в виде последовательно расположенных плоско0 параллельной пластины, объектива, светоделител , фотоприемника, расположенного в фокальной плоскости объектива, пр моугольной призмы, расположенной в боковом канале, образо5 ванном светоделителем, и двух излучателей , расположенных симметрично относительно катетных граней пр моугольной призмы, блока обработки сигнала, привода, вход которого сое30 динен с выходом блока обработки

сигнала, а выход - с плоскопараллельной пластиной, датчика положени  плоскопараллельной пластины, генератора , первый вьтход которого соеди , нен с первым излучателем, а второй выход - с управл ющим входом блока обработки сигнала, отличат- ю щ е е с   тем, что, с целью повы- щени  точности измерений при изме Q н ющейс  дальности до объекта, оно снабжено фазосдвигающим элементом, вход ивыход которого подключены соответственно к первому выходу генератора и второму излучателю, нуль ,с органом, вход и выход которого подключены соответственно к фотоприемнику и информационному входу блока обработки сигнала, выполненному в виде фазочувствительного детектора.

Claims (1)

1. Устройство для измерения перемещения объекта, содержащее контрольный элемент в виде зеркально-линзового отражателя, скрепляемый с.объектом, координатор, выполненный в виде последовательно расположенных плоскопараллельной пластины, объектива, светоделителя, фотоприемника, расположенного в фокальной плоскости объектива, прямоугольной призмы, расположенной в боковом канале, образованном светоделителем, и двух излучателей, расположенных симметрично относительно катетных граней прямоугольной призмы, блока обработки сигнала, привода, вход которого соединен с выходом блока обработки сигнала, а выход - с плоскопараллельной пластиной, датчика положения плоскопараллельной пластины, генератора, первый вьтход которого соединен с первым излучателем, а второй выход - с управляющим входом блока обработки сигнала, отличатю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений при изменяющейся дальности до объекта, оно снабжено фазосдвигающим элементом, вход и выход которого подключены соответственно к первому выходу генератора и второму излучателю, нульорганом, вход и выход которого подключены соответственно к фотоприемнику и информационному входу блока обработки сигнала, выполненному в виде фазочувствительного детектора.