SU1681168A1

SU1681168A1 - Устройство дл измерени перемещений объекта

Info

Publication number: SU1681168A1
Application number: SU894703315A
Authority: SU
Inventors: Сергей Сергеевич Михейкин; Игорь Анатольевич Прошин; Анатолий Александрович Сарвин
Original assignee: Северо-Западный Заочный Политехнический Институт
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1991-09-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повышение точности измерени за счет уменьшени искажени формы электрических сигналов в цеп х устройства. С похниСар- ПЕельшечет иче поW-мощью импульсного генератора 1, источника 2 тока, светодиода 3, диафрагмы 4, проекционного объектива 5 формируетс изображение диафрагмы на отражающей поверхности объекта 16. Изображение диафрагмы переноситс фокусирующим объективом 6 на дифференциальный координатно-чувствительный фотодиод 7. Сигналы с фотодиода усиливаютс усилител ми 8, 9 и поступают на формирователи 10-13 экспоненциально спадающих импульсов , сигналы с выходов которых сравни- ваютс компараторами 14, 15. При перемещении объекта 16 происходит смещение изображени диафрагмы по поверхности фотодиода. При этом измен етс длительность импульсов, формируемых на выходах компараторов 14, 15. 2 ил. и СО с

Description

О 00

зж

ON 00

Фиг;

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени перемещени различных объектов , имеющих отражающую поверхность.

Цель изобретени - повышение точности измерени путем уменьшени искажений формы электрических сигналов в цеп х устройства.

На фиг.1 представлена функциональна схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов, формируемых на выходах отдельных узлов устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные импульсный генератор 1 и источник 2 тока, оптически св занные светодиод 3, подключенный к выходу источника 2 тока, диафрагму 4 с квадратным окном, проекционный объектив 5, фокусирующий объектив 6,диффе- ренциальный координатно-чувствительный фотодиод (ДКЧФ) 7, усилители 8 и 9, входы которых подключены к выходам ДКЧФ 7, формирователи 10-13 экспоненциально спадающих импульсов, причем информационные входы формирователей 10 и 11 подключены к выходу усилител 8, информационные входы формирователей 12 и 13 - к выходу усилител 9, а управл ющие входы формирователей 10-13- к выходу импульсного генератора 1, и компараторы 14 и 15, причем входы компаратора 14 подключены к выходам формирователей 10 и 12, а входы компаратора 15 - к выходам формирователей 11 и 13. Посто нные времени формирователей 1 о и 13 меньше посто нных времени формирователей 11 и 12. С помощью предлагаемого устройства измер ют перемещение объекта 16.

Устройство работает следующим образом .

Импульсный генератор 1 формирует короткие импульсы, которые преобразуютс в импульсы тока источником 2 тока. Импульсы тока проход т через светодиод 3. Светодиод 3 формирует импульсный поток излучени , направл емый через диафрагму 4 с квадратным окном в проекционный объектив 5. Изображение диафрагмы строитс на отражающей поверхности объекта 16 и переноситс фокусирующим объективом 6 в плоскость ДКЧФ 7. ДКЧФ 7 преобразует импульсные потоки излучени в электрические сигналы, которые усиливаютс усилител ми 8 и 9 и поступают на формирователи 10-13. В момент формировани импульсного потока излучени импульсный генератор 1 формирует стробирующий импульс, по которому на выходах формирователей 10-13 формируютс сигналы, амплитуды которых пропорциональны сигналам, снимаемым с выходов ДКЧФ 7. Сигналы на выходах формирователей 10 и 13 начинают убывать по экспоненте с меньшей посто нной времени , чем сигналы на выходах формирователей 11 и 12.

По импульсному сигналу, формируемому импульсным генератором 1, срабатывает один из компараторов 14 и 15. Если, например , сигнал на выходе усилител 9 больше, чем сигнал на выходе усилител 8, то сраба0 тывает компаратор 15 и не срабатывает компаратор 14, Через определенный интервал времени, св занный с соотношением сигналов , формируемых на выходе усилителей 9 и 8, сигнал на выходе формировател 13 ста5 новитс меньше сигнала, формируемого на выходе формировател 11, за счет более быстрого убывани сигнала на выходе формировател 13. Компаратор I перебрасываетс в исходное состо ние.

0 Амплитуды сигналов, формируемых на выходах усилителей 8 и 9, св заны с положением объекта 16.

Временной интервал, формируемый на выходе компаратора 15, св зан с амплиту5 дами сигналов, формируемых на выходах усилителей 8 и 9, т.е. с положением объекта 16.

При перемещении объекта 16 в направлении , при котором амплитуда сигнала, фор0 мируемого на выходе усилител 8, становитс больше амплитуды сигнала, формируемого на выходе усилител 9, срабатывает компаратор 14 и не срабатывает компаратор 15.

5 Таким образом, по длительности сигнала , формируемого компаратором 14 или 15, можно определить величину перемещений объекта 16, а по тому, на выходе какого компаратора (14 или 15) формируетс сиг0 нал, можно определить направление перемещени объекта 16. Величина перемещени объекта 16 св зана с длительностью сигнала, формируемого компаратором 14 или 15, нелинейной зависимостью.

5 Сформированный временной интервал не зависит от мощности потока излучени све- тодиода 3.

Использование устройства позвол ет повысить точность измерени за счет умень0 шени искажений формы электрических сигналов в цеп х устройства.

Claims

Формула изобретени Устройство дл измерени перемещений объекта, содержащее оптически св зан5 ные источник света, диафрагму, проекционный и фокусирующий объективы, оптические оси которых расположены наклонно и симметрично относительно нормали , проведенной к поверхности объекта, импульсный генератор, выход которого се зан с источником света, дифференциальный координатно-чувствительный фотодиод, первый формирователь экспоненциально спадающих импульсов и два компаратора, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени за счет уменьшени искажений формы электрических сигналов в цеп х устройства, оно снаб- жено трем формировател ми экспоненциально спадающих импульсов, информационные входы первого и второго, третьего и четвертого формирователей экспоненциально спадающих импульсов подключены соответственно к первому и второму выходам дифференциального коор

5

динатно-чувствительного фотодиода, управл ющие входы первого, второго, третьего и четвертого формирователей экспоненциально-спадающих импульсов подключены к выходу импульсного генератора , посто нные времени первого и четвертого формирователей экспоненциально спадающих импульсов меньше посто нных времени второго и третьего формирователей экспоненциально спадающих импульсов , входы первого и второго компараторов подключены соответственно к выходам первого и третьего, второго и четвертого формирователей экспоненциально спадающих импульсов.