SU1654651A1 - Устройство дл измерений перемещений объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, а именно к оптическим датчикам перемещений. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  за счет снижени  продолжительности цикла измерений. Устройство содержит осветитель, отражатель, установленный на объекте, вращающийс  отражатель и установленный на одном валу с ним зубчатый диск, оптопару, линзу, светочувствительный преобразователь. Луч, отраженный от неподвижного преобразовател , проецируетс  на вращающийс  цилиндрический отражатель с нанесенным на его поверхность растром, подвергаетс  широтно-им- пульсной модул ции  ркости и поступает на светочувствительный преобразователь, после обработки преобразуетс  в удобную дл  считывани  форму. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, а именно к оптическим датчикам перемещений.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  за счет снижени  продолжительности цикла измерений.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг.2 - развертка боковой поверхности вращающегос  отражател .

Устройство дл  измерений перемещений (фиг.1) содержит осветитель 1, отражатель 2, закрепленный на объекте измерени , вращающийс  отражатель 3, зубчатый диск 4, шаг зуба которого определ ет точность и разрешающую способность устройства и равен 0,01 радиуса диска при высоте 0,02 радиуса диска, оптопару 5, выполненную в виде излучател  и фотоприемника, расположенных по разные стороны диска 4, линзу 6, в фокальной плоскости которой находитс  светочувствительный преобразователь 7, два усилител -формировател  8 и 9, амплитудный селектор 10, логический элемент И 11, дес тичный счетчик 12 и блок 13 индикации . Вход усилител -формировател  8 соединен с выходом светочувствительного преобразовател  7, а вход усилител -формировател  9 - с фотоприемником оптопа- ры 5, вход амплитудного селектора 10 соединен с выходом усилител -формировател  8, а выходы - соответственно с первым входом логического элемента 11 И и счетным входом дес тичного счетчика 12. Второй вход логического элемента И 11 соединен с выходом усилител -формировател  9, а выход - с входом запрета дес тичного счетчика 12, выход которого соединен с входом блока 13 индикации.

Отражатель 2 позвол ет получать два отраженных луча: измерительный и опорный , который не мен ет своего положени  в пространстве при поворотах отражател  2. Вращающийс  отражатель 3 выполнен в форме цилиндра, развертка боковой поверЈ

С

сл

Os

сл

хности которого (фиг.2)  вл етс  периодической последовательностью светопоглощаю- щих и светоотражающих полей с целым конечным числом периодов, описываемый формулой

I

х , 1 1

А

{(.у)

| +

4

где А - множество светоотражающих точек развертки боковой поверхности цилиндра;

X, Y - координаты точек на поверхности развертки:

f, h - длина и высота развертки;

г - период.

Устройство работает следующим образом .

Луч от осветител  1 поступает на отражатель 2, формирующий опорный и измерительный лучи. Положение опорного луча за счет конструкции отражател  2 как уголкового с дефектным углом не измен етс  при случайном смещении осветител  1. отражател  2 и вращающегос  отражател  3. Положение в пространстве измерительного луча измен етс  при перемещении или повороте отражател  2. Перед началом работы опорный луч ставитс  по.центру боковой поверхности отражател  3, т.е. по оси X (фиг.2). При вращении отражател  3 и жестко св - Занного с ним диска 4 на выходе оптопары 5 формируетс  последовательность зондирующих импульсов, частота следовани  которых св зана с частотой вращени  вращающегос  отражател  3. Отраженные от его поверхности измерительный и опорный лучи фокусируютс  линзой 6 на светочувствительном преобразователе 7.

В случае, если след опорного луча совпадает с осью X (фиг.2), опорный сигнал отсутствует, и на выходе светочувствительного преобразовател  7 формируетс  последовательность импульсов измерительного сигнала, поступающих на усилитель-формирователь 8. Длительность импульсов пропорциональна отклонению измерительного луча от центра боковой поверхности вращающегос  отражател  3 (ось X) и, следовательно, смещению в пространстве исследуемого объекта с отражателем 2. Эти импульсы без изменений проход т амплитудный селектор 10 и подаютс  на первый вход логического элемента И 11. где логически складываютс  с поступающим на второй вход выходным сигналом усилител - формировател  9 (зондирующие импульсы). На выходе логического элемента И 11 формируетс  сигнал в виде пачки импульсов , число которых пропорционально измер емому перемещению. Эти импульсы

поступают на счетный вход счетчика 12. По окончанию цикла измерений число импульсов , записанное в счетчике 12, подаетс  на вход блока 13 индикации, где преобразуетс  и отображаетс  в виде, требуемом дл  использовани .

В случае возможных случайных смещений элементов устройства, вызывающих отклонение опорного луча от нулевого

0 положени , на выходе светочувствительного преобразовател  7 формируетс  последовательность импульсов, каждый из которых представл ет сумму опорного и измерительного сигналов, которые после усилите5 л -формировател  8 раздел ютс  в селекторе 10, и на первом его выходе формируютс  импульсы с большей длительностью (измерительный сигнал), а на втором - с меньшей длительностью (опорный сигнал).

0 Разность импульсов измерительного и опорного сигналов пропорциональна измер емому углу (перемещению). Сравнение сигналов производитс  счетчиком 12. При этом в течение промежутка времени, когда

5 на вход запрета счетчика 12 с второго выхода амплитудного селектора 10 подаетс  импульс опорного сигнала, суммировани  импульсов, приход щих на счетный вход с выхода логического элемента 11 И, не про0 изводитс , суммирование возобновл етс  по исчезновению опорного сигнала на входе запрета счетчика 12.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерений переме5 щений объекта, содержащее оптически св занные осветитель, отражатель, цилиндрический отражатель и светочувствительный преобразователь, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродейст0 ви , оно снабжено зубчатым диском, оптически св занными излучателем и фотоприемником, линзой и электрической схемой, содержащей два усилител -формировател , амплитудный селектор, логиче5 ский элемент И, дес тичный счетчик и блок индикации, вход первого усилител -формировател  соединен с выходом светочувствительного преобразовател , вход второго усилител -формировател  соединен с фото0 приемником, вход амплитудного селектора соединен с выходом первого усилител - формировател , а выходы соединены соответственно с первым входом логического элемента И и счетным входом дес тичного

   5 счетчика, второй вход логического элемента И соединен с выходом второго усилител - формировател , выход соединен с входом запрета дес тичного счетчика, выход которого соединен с входом блока индикации, зубчатый диск, по разные стороны которого

   установлены фотоприемник и излучатель, закреплен на одном валу с цилиндрическим отражателем, линза расположена между цилиндрическим отражателем и светочувствительным преобразователем, цилиндрический отражатель выполнен с разверткой боковой поверхности, представл ющей периодическую последовательность светопоглощающих и светоотражающих полей, описываемую выражением

   W

   |.,Х 11

   4

   А

   где А - множество светоотражающих точек развертки боковой поверхности цилиндра:

   X, V - координаты на поверхности развертки;

   Ј;h - длина и высота развертки:

   г - период.

   4

   хч

   г-4

   /Av// р

   Фиг.

   Фиг. 2

   s

   V 2

   Ч