SU1663420A1 - Оптико-электронное устройство дл измерени линейных смещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений и расширение области применени  за счет повышени  адаптивности приемной части и устранени  проводных св зей между объектом измерений и устройством. Оптико-электронное устройство дл  измерени  линейных смещений содержит источник 1 оптического излучени  с двум  излучающими площадками, разделенными отрезком пр мой, размещенной на оптической оси объектива 2. Излучающие площадки источника 1 оптического излучени  высвечиваютс  поочередно по командам с синхрогенератора 4. Излучение отражаетс  от зеркально-линзового световозвращател  3 и проектируетс  на фоточувствительную поверхность многоэлементного фотоприемника 7, который управл етс  синхрогенератором 4. Сигнал от каждого элемента фотоприемника 7 сравниваетс  с некоторым пороговым уровнем, подаваемым на второй вход пороговой схемы 9. Первый счетчик 10 производит подсчет элементов, сигнал которых превышает пороговый уровень, за врем  высвечивани  обеих излучающих площадок. Если суммарное число элементов с превышением порога меньше полного числа элементов фотоприемника 7, аналого-цифровой преобразователь 13 уменьшает величину порога на втором входе пороговой схемы 9. Повторение измерений происходит до тех пор, пока число элементов с превышением порога не превысит полное число элементов. В этом случае схема 11 сравнени  формирует управл ющий сигнал, разрешающий запись в третий и четвертый счетчики 16 и 17, которые подсчитывают количество засвеченных элементов фотоприемника 7 при высвечивании одной и другой излучающих площадок. Вычитатель 18 определ ет величину разности значений счетчиков 16 и 17, характеризующую смещение зеркально-линзового световозвращател  3, жестко св занного с объектом измерений. 1 ил.

Description

обеих излучающих площадок, Если суммарное число элементов с превышением порога меньше полного числа элементов фотоприемника 7, аналого-цифровой преобразователь 13 уменьшает величину порога на втором входе пороговой схемы 9, Повторение измерений происходит до тех пор, пока число элементов с превышением порога не превысит полное число элементов. В этом случае схема 11 сравнени  формирует управлющий сигнал, разрешающий запись в третий и четвертый счетчики 16 и 17, которые подсчитывают количество засвеченных элементов фотоприемника 7 при высвечивании одной и другой излучающих площадок. Вычитатель 18 определ ет величину разности значений счетчиков 16 и 17, характеризующую смещение зеркально-линзового световозвращател  3, жестко св занного с объектом измерений. 1 ил.

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных поперечных смещений .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений и расширение области применени  за счет повышени  адаптивности приемной части и устранени  проводных св зей между объектом измерений и устройством.

На чертеже показана структурна  схема устройства.

Оптико-электронное устройство дл  измерени  линейных смещений содержит оптически св занные источник 1 оптического излучени , выполненный в виде двух свето- диодов, объектив 2 и зеркально-линзовый световращатель 3, устанавливаемый на объекте измерений:излучающйе площадки источника 1 оптического излучени имеют четкое разделение отрезком пр мой, размещенной на оптической оси объектива 2, син- хрогенератор 4, первый и второй выходы которого св заны с первым и вторым входами источника 1 оптического излучени , оптически св занные светоделитель 5, установленный между источникам 1 оптического излучени  и объективом 2, коллектив б и .фотопРиемник 7, выполненный в виде многоэлементного фотоприемника с управл ющим входом, который соединен с третьим выходом синхрогенератора 4, последовательно св занные усилитель 8, вход которого св зан с выходам фотоприемника 7, пороговую схему 9, первый счетчик 10, схему 11 сравнени , второй счетчик 12 и цифроаналоговый преобразователь 13, выход которого св зан с вторым входом пороговой схемы 9, первую и вторую схемы 14 и 15 совпадени , первые входы которых св заны с вторым выходом схемы 11 сравнени , вторые входы - с выходом пороговой схемы Э, третий и четвертый счетчики 16 и 17, первые входы которых св заны соответственно с выходами первой и второй схем 14 и 15 совпадени , вторые входы - с четвертым выходом синхрогенератора 4 и вторым входом первого счетчика 10, вычита- тель 18, первый и второй входы которого св заны соответственно с выходами третьего и четвертого счетчиков 16 и 17, первый выход синхрогенератора 4 св зан с третьим входом первой схемы 14 совпадени , второй выход -- с третьим входом второй схемы 15 совпадени , п тый выход - с вторыми

входами схемы 11 сравнени  и второго счетчика 12.

Устройство работает следующим образом ,

Синхрогенератор 4 на первом и втором

выходах формирует импульсы длительностью Ткс периодом 2ТК, импульсы на первом и втором выходах смещены по фазе на 180°, третий выход синхрогенератора 4 представл ет собой шину, по которой передаютс  сигналы, необходимые дл  работы многоэлементного фотоприемника 7, на четвертом выходе - формируютс  короткие импульсы с периодом 2ТК. на п том выходе - формируютс  импульсы с периодом 2пТк, где п - число уровней квантовани  напр жени  на втором входе пороговой схемы 9.

В момент времени т0, определ емый командой синхрогенератора 4, одна из излучающих площадок источника 1 излучени  высвечиваетс . Излучение, прошедшее через светоделитель 5, проектируетс  объективом 2, например, на удвоенную дистанцию до зеркально-линзового световозвращател 

3. Последний отражает пучок в обратном направлении, причем смещение отраженного пучка равно удвоенному смещению световозвращател  3 с оси падающего пучка . Таким образом, излучающа  площадка источника 1 проектируетс  на плоскость входного зрачка объектива 2 со смещением, вдвое превышающим смещение зеркально-линзового световозвращател  3 с оптической оси. Изображение площадки с

плоскости входного зрачка коллективом 6 при помощи светоделител  5 проектируетс 

на фоточувствительную поверхность много- элементного фотоприемника 7, который управл етс  синхрогенератором 4. Сигнал с фотоприемника 7 усиливаетс  усилителем 8 и направлетс  на пороговую схему 9, где сигнал от каждого элемента фотоприемника 7 сравниваетс  с некоторым пороговым уровнем, подаваемым на второй вход пороговой схемы 9. В случае превышени  фотосигналом порогового уровн  на выходе схемы 9 формируетс  единица, в противном случае - ноль. Первый счетчик 10 производит подсчет элементов, сигнал которых превышает пороговый уровень. В момент времени го + Тк по команде синхроге- нератора 4 высвечиваетс  втора  площадка источника 1.

В дальнейшем повтор етс  описанный процесс: излучение проходит через светоделитель 5, объектив 2, световозвращатель 3, проектируетс  с удвоенным смещением на входной зрачок, далее при помощи светоделител  5 проектируетс  коллективом 6 на фоточувствительную поверхность фотопрч- емника 7, Сигнал с фотоприемника 7 сравниваетс  с порогом в пороговой схеме 9, число элементов, сигнал которых превышает пороговый уровень, суммируетс  первым счетчиком 10 с числом элементов, подсчитанных при предыдущем кадре. Схема 11 сравнени  сравнивает число подсчитанных за два кадра элементов, сигнал которых превышает пороговое значение, с полным числом элементов, имеющихс  в фотоприемнике 7. Если суммарное число элементов с превышением порога меньше полного числа элементов, управл ющий сигнал поступает на первый выход, св занный со вторым счетчиком 12. Второй счетчик 12 при этом уменьшает хран щуюс  в нем величину на единицу. По вл ющийс  на его выходе код преобразуетс  цифро-аналоговым преобразователем 13 в аналоговую величину порога, котора  подаетс  на второй вход пороговой схемы 9.

В дальнейшем цикл повтор етс , начина  с высвечивани  первой площадки. Повторение происходит до тех пор, пока число элементов с превышением порога не превысит полное число элементов, В этом случае схема 11 сравнени  формирует управл ющий сигнал на втором выходе, который  вл етс  разрешающим дл  первой и второй 14 и 15 схем совпадени . По соответствующим командам синхрогенератора 4 перва  схема 14 совпадени  пропускает на первый вход третьего счетчика 16 последовательности импульсов от следующих нечетных кадров, а втора  схема 15 совмещени  - соответственно от четных кадров

на вход чегпе.пого 17 Далее информаци  с выходов счетчиков Hi и 17 подаетс  на соответствующие входы вычитател  18, в котором формируете шес надцатг.разр дный двоичный код, соот еетствующий разности двоичных код:,, поступающих на входы вычитател  18. Вели-.-ц.ы разностиха- роктерпзует смещение объект а измерений в направлении, перпендикул оном границе

раздела площадок источника 1 излучени . Вторые входы сметчиков 10, 12, 16. 17 служат дл  их перевода о исходное состо ние. Счетчики Ш, 16 и 17 устанавливаютс  на мол - при поступлении кз их вторые входы

импульсов с периодом 2Tk-, сметчик 12 устанавливаетс  п состо ние 11111111 при поступлении на его второй вход импульсов с периодом 2nTk.

Claims (1)

1. Формулаизобоетени 

   Оптмко-зле:; тройное устройство дл  измерени  линейных смещений, содержащее оптически св занные источник оптического излучени , выполненный в виде двух светодиодов , объектив и фогоприемник, синхро- генератор, первый и второй выходы которого св заны с первым и вторым входами источника оптического излучени , и усилитель , вход которого св зан с выходом

   фотоприемнпка, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений и расширени  области применени , оно снабжено свеюделителем, расположенным между источником оптического

   излучени  и объективом, коллективом, расположенным между светоделителем и фото приемн и кем, зеркально-линзовым световозвращателем, оптически свзанчым с источником оптического излучени  и устанэвливаемым на объекте измерени , последовательно св занным пороговой схемой, первым счетчиком, схемой сравнени , вторым счетчиком и цифроаналого- вым преобразователем, последовательно

   св занными первой схемой совладени , третьим счетчиком и вычитателем, последовательно св занными второй схемой совпадени  и четвертым счетчиком, синх- рогёнератор выполнен с п тью выходами,

   фо гоприеник выполнен в виде многоэлементного фотоприемника с управл ющим входом, первый выход смнхрогенератора св зан с третьим входом первой схемы совпадени , второй выход - с третьим входом

   второй схемы совпаденилдретий выход - с управл ющим входом фотоприемника, четвертый выход - с вторыми входами пзрво- годретьего и четвертого счетчиков, п тый выход-с вторыми входами второго счетчика и схемы сравнени , второй выход которой

   св зан с первыми входами первой и второйтел , второй вход - с выходом цифроаналосхем совпадени , вторые входы которыхгового преобразовател , выход четвертого

   св заны с выходом пороговой схемы, пер-счетчика св зан с вторым входом вычитавый вход которой св зан с выходом усили-тел .