SU1735711A1 - Device for displacement measuring - Google Patents

Device for displacement measuring Download PDF

Info

Publication number
SU1735711A1
SU1735711A1 SU894670327A SU4670327A SU1735711A1 SU 1735711 A1 SU1735711 A1 SU 1735711A1 SU 894670327 A SU894670327 A SU 894670327A SU 4670327 A SU4670327 A SU 4670327A SU 1735711 A1 SU1735711 A1 SU 1735711A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
differential amplifier
output
radiation
measuring
light source
Prior art date
Application number
SU894670327A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Федорович Товкач
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2954
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-2954 filed Critical Предприятие П/Я В-2954
Priority to SU894670327A priority Critical patent/SU1735711A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1735711A1 publication Critical patent/SU1735711A1/en

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет улучшени  температурной стабильности контура стабилизации чувствительности устройства. Источник света формирует поток излучени , который модулируетс  по интенсивности измерительной решеткой 3, индикаторными решетками 7-10, прот женными штрихами 4 и 5 начала отсчета, окнами 11-13 при перемещении подвижного элемента 2 относительно неподвижного элемента. С четырех- квадрантного фотоприемника снимаютс  сигналы. На выходе первого дифференциального усилител  формируетс  сигнал, св занный с величиной перемещени  подвижного элемента 2. На выходе второго дифференциального усилител  формируетс  двухпол рный сигнал, знак которого св зан со смещением подвижного элемента 2 относительно среднего положени , На выходе первого и второго сумматоров формируютс  различные по величине сигналы, пропорциональные мощности потока излучени  формируемого источником света. Составл ющие , св занные с темновыми токами, вычитаютс  в третьем дифференциальном усилителе. Регул тор мощности излучени  поддерживает неизменной чувствительность устройства. 3 ил. «W feThis invention relates to a measurement technique. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by improving the temperature stability of the circuit stabilizing the sensitivity of the device. The light source generates a flux of radiation that is modulated by the intensity of the measuring grid 3, the indicator grids 7-10, extended reference lines 4 and 5, windows 11-13 when moving the movable element 2 relative to the fixed element. Signals are removed from the four-quadrant photodetector. At the output of the first differential amplifier, a signal is generated associated with the amount of movement of the moving element 2. At the output of the second differential amplifier, a two-pole signal is formed, the sign of which is associated with the displacement of the moving element 2 relative to the middle position. signals proportional to the power of the radiation flux generated by the light source. The components associated with the dark currents are subtracted in the third differential amplifier. The radiation power regulator maintains the sensitivity of the device unchanged. 3 il. "W fe

Description

L Ly:лL JL Ly: lL J

//

1515

Заштрихо&аныShaded & Ana

прозрачныеtransparent

участкиplots

y:лL Jy: ll j

//

Фиг 2Fig 2

/2/ 2

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных перемещений различных объектов.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure linear movements of various objects.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет улучшени  температурной стабильности контура стабилизации и чувствительности устройства.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by improving the temperature stability of the stabilization circuit and the sensitivity of the device.

На фиг.1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - конструктивное выполнение неподвижного и подвижного элементов; на фиг.З - временные диаграммы сигналов, формируемых на выходах отдельных узлов устройства.Figure 1 shows the functional diagram of the device; figure 2 - constructive implementation of the fixed and movable elements; on fig.Z - time diagrams of signals generated at the outputs of individual nodes of the device.

Устройство содержит оптически св занные источник 1 света, подвижный элемент 2 с нанесенной измерительной решеткой 3 и двум  прот женными штрихами 4 и 5 начала отсчета, неподвижный элемент 6 с нанесенными индикаторными решетками 7-10, сдвинутыми одна относительно другой на половину периода решетки, на неподвижный элемент 6 нанесены два окна 11 и 12, оптически св занные с двум  прот женными штрихами 4 и 5 начала отсчета, и дополнительное окно 13, ширина дополнительного окна 13 равна периоду штрихов измерительной решетки 3, линзу 14, четырехквадрантный фотоприемник 15 с фоточувствительными площадками 16-19, первый дифференциальный усилитель 20 и первый сумматор 21, входы которых подключены к фоточувствительным площадкам 17 и 18, второй сумматор 22, дифференциальный усилитель 23, входы которых подключены к фоточувствительным площадкам 16 и 19, третий дифференциальный усилитель 24, входы которого подключены к выходам первого 21 и второго 22 сумматоров, регул тор 25 мощности излучени , вход которого подключен к выходу третьего дифференциального усилител  24, выход регул тора 25 мощности соединен с источником 1 света.The device contains optically coupled light source 1, a movable element 2 with an applied measuring grid 3 and two extended reference lines 4 and 5, a fixed element 6 with applied indicator grids 7-10 shifted one relative to the other by half the grid period on a fixed element 6 has two windows 11 and 12 optically connected with two extended strokes 4 and 5 of reference, and an additional window 13, the width of the additional window 13 is equal to the period of strokes of the measuring grid 3, lens 14, four-quadrant Photodetector 15 with photosensitive pads 16-19, first differential amplifier 20 and first adder 21, whose inputs are connected to photosensitive pads 17 and 18, second adder 22, differential amplifier 23, whose inputs are connected to photosensitive pads 16 and 19, third differential amplifier 24, the inputs of which are connected to the outputs of the first 21 and second 22 adders, the radiation power regulator 25, the input of which is connected to the output of the third differential amplifier 24, the output of the power regulator 25 is connected to 1 Source of light.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Источник 1 света формирует поток излучени , направл емый на подвижный элемент 2. При перемещении подвижного элемента 2 относительно неподвижного элемента 6, на выходе фоточувствительных площадок 17 и 18 четырехквадрантного фотоприемника 15 формируютс  электрические сигналы, сдвинутые один относительно другого на 180° за счет смещени  индикаторных решеток 7 и 8 одна относительно другой на половину периода решетки.The light source 1 generates a radiation flux directed to the movable element 2. When moving the movable element 2 relative to the fixed element 6, the output of the photosensitive pads 17 and 18 of the four-quadrant photoreceiver 15 generates electrical signals shifted by 180 ° relative to one another 7 and 8 are one relative to the other half of the lattice period.

Сигналы с фоточувствительных площадок 17 и 18 поступают на входы первого дифференциального усилител  20, на выходе которого формируетс  измерительный сигнал.The signals from the photosensitive pads 17 and 18 are fed to the inputs of the first differential amplifier 20, at the output of which a measuring signal is formed.

Перенос изображени  индикаторных решеток 7 и 8 на поверхность фоточувстви- тельных площадок 17 и 18 четырехквадрантного фотоприемника 15 осуществл етс  линзой 14.The transfer of the image of the indicator gratings 7 and 8 to the surface of the photosensitive pads 17 and 18 of the four-quadrant photodetector 15 is performed by a lens 14.

Изображени  измерительной решеткиImage of measuring grid

3 стро тс  на дополнительном окне 13. Одна0 ко при перемещении измерительной решетки3 are built on the additional window 13. However, when moving the measuring grid

3на выходе фоточувствительных площадок 16 и 19 переменный электрический сигнал не формируетс , так как ширина дополнительного окна 13 кратна периоду измерительной3 At the output of the photosensitive sites 16 and 19, the alternating electrical signal is not generated, since the width of the additional window is 13 times the measurement period.

5 решетки 3.5 lattices 3.

При совмещении прот женных штриховWhen combining extended strokes

4и 5 начала отсчета с окнами 11 и 12 на выходе второго дифференциального усилител  23 формируетс  сигнал, знак которого4 and 5 beginnings with windows 11 and 12 at the output of the second differential amplifier 23 a signal is generated, the sign of which

0 св зан со смещением подвижного элемента 2 относительно его среднего положени .0 is associated with the displacement of the movable element 2 relative to its average position.

Сигналы, пропорциональные мощности потока излучени , прошедшего через измерительную решетку 3, индикаторные решет5 ки 7 и 8, прот женные штрихи 4 и 5 начала отсчета, окна 11 и 12 и дополнительное окно 13, формируютс  на выходе первого 21 и второго 22 сумматоров.Signals proportional to the power of the radiation flux transmitted through measuring grid 3, indicator grids 7 and 8, extended reference lines 4 and 5, windows 11 and 12, and additional window 13 are formed at the output of the first 21 and second 22 adders.

Сигнал, формируемый на выходе перво0 го сумматора 21, больше сигнала, формируемого на выходе второго сумматора 22, так как потоки излучени , прошедшие через индикаторные решетки 7 и 8, больше потоков излучени , прошедших окна 11 и 12, дополни5 тельное окно 13, за счет того, что на индикаторные решетки 7 и 8 нанесено несколько периодов.The signal generated at the output of the first adder 21 is larger than the signal generated at the output of the second adder 22, since the radiation fluxes that passed through the indicator grids 7 and 8 are larger than the radiation fluxes that passed through the windows 11 and 12, the additional window 13, due to the fact that the indicator grating 7 and 8 suffered several periods.

На выходе третьего дифференциального усилител  24 формируетс  сигнал, пропорци0 опальный мощности потока излучени , который поступает на регул тор 25 мощности излучени . Сигнал, формируемый на выходе третьего дифференциального усилител  24, теоретически не зависит от температуры,At the output of the third differential amplifier 24, a signal is formed that is proportional to the opal power of the radiation flux, which is supplied to the radiation power regulator 25. The signal generated at the output of the third differential amplifier 24 is theoretically independent of temperature,

5 так как он не содержит составл ющей, пропорциональной величине обратных токов, проход щих через фоточувствительные площадки 16-19,которые вычитаютс  в третьем дифференциальном усилителе 24.5, since it does not contain a component proportional to the magnitude of the reverse currents passing through the photosensitive pads 16-19, which are subtracted in the third differential amplifier 24.

0Сигнал, снимаемый с регул тора 250Signal taken from controller 25

мощности излучени , поступает на источник 1 света, поддержива  неизменной чувствительность устройства.The radiation power is fed to the light source 1, maintaining the sensitivity of the device unchanged.

Claims (1)

Использование устройства позвол ет по5 высить точность измерени  за счет улучшени  температурной стабильности контура стабилизации чувствительности устройства. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  перемещени , содержащее оптически св занные источник света, подвижный элемент с нанесенной измерительной решеткой и двум  прот женными штрихами начала отсчета, расположенными с противоположных сторон измерительной решетки, неподвижный элемент с нанесенными двум  индикаторными решетками, сдвинутыми одна относительно другой на половину периода решетки, на неподвижный элемент нанесены два окна, оптически св занных с двум  прот женными штрихами начала отсчета, четырехквадратный фотоприемник, втора  и треть  фоточувствительные площадки которого оптически св заны с индикаторными ре- шетками.а перва  и четверта  -с двум  окнами, нанесенными на неподвижный элемент, первый дифференциальный усилитель и первый сумматор, входы которых подключены к второй и третьей фоточувствительным площадкам четырехквадрантного фотоприемника, второй дифференциальный усилитель и второй сумматор, входы которых подключены к первой и четвертой фоточувствительным площадкам четырехквадрантного фотопри0The use of the device permits an increase in the measurement accuracy by improving the temperature stability of the circuit for stabilizing the sensitivity of the device. Apparatus of the Invention A device for measuring displacement, comprising an optically coupled light source, a movable element with an applied measuring grid and two extended reference lines located on opposite sides of the measuring grid, a stationary element with two indicator gratings displaced halfway apart from each other. grids, two windows optically connected with two extended lines of origin are deposited on the fixed element, four-square photopr The second and third photosensitive platforms of which are optically connected with the indicator grids. The first and the fourth are with two windows coated on the fixed element, the first differential amplifier and the first adder, whose inputs are connected to the second and third photosensitive sites of the four-quadrant photoreceiver, the second differential amplifier and the second adder, the inputs of which are connected to the first and fourth photosensitive areas of the four-quadrant photocurrent 5five 00 5five емника, третий дифференциальный усилитель , регул тор мощности излучени , выход которого соединен с источником света, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет улучшени  температурной стабильности контура стабилизации чувствительности устройства, на неподвижный элемент нанесено дополнительное окно,оптически св занное с первой и четвертой фоточувствительными площадками четырехквадрантного фотоприемника , длина окна равна длине штриха измерительной решетки, ширина окна кратна периоду штрихов измерительной решетки , длинна  сторона окна параллельна штрихам измерительной решетки, прот женные штрихи начала отсчета нанесены так, что окончание одного прот женного штриха начала отсчета совпадает с началом другого прот женного штриха начала отсчета , входы и выход третьего дифференциального усилител  подключены соответственно к выходам первого и второго сумматоров и входу регул тора мощности излучени .A third differential amplifier, a radiation power controller, the output of which is connected to a light source, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy by improving the temperature stability of the device’s sensitivity stabilization loop, an additional window optically attached to the fixed element and the fourth photosensitive areas of the four-quadrant photodetector, the window length is equal to the length of the bar of the measuring grid, the window width is a multiple of the period of strokes measuring lattice, the side of the window is parallel to the lines of the measuring grid, extended reference points are applied so that the end of one extended reference line coincides with the beginning of another extended reference line, the inputs and output of the third differential amplifier are connected respectively to the outputs of the first and second adders and the input power control radiation. |5Г Ч s - УЕ.| 5G W s - UE. UU 2525 лl UHUh Фиа.1Phia.1 U16U16 ЛАААЛЛА лLAAALLA l №7№7 ЧЛААААЛ/ CHLAAAAL / Л Л АL L A V VV v U16U16 шзshz XX VV U21U21 XX UZ3Uz3
SU894670327A 1989-03-30 1989-03-30 Device for displacement measuring SU1735711A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894670327A SU1735711A1 (en) 1989-03-30 1989-03-30 Device for displacement measuring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894670327A SU1735711A1 (en) 1989-03-30 1989-03-30 Device for displacement measuring

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1735711A1 true SU1735711A1 (en) 1992-05-23

Family

ID=21437823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894670327A SU1735711A1 (en) 1989-03-30 1989-03-30 Device for displacement measuring

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1735711A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1657957, кл. G 01 В 21/00,1989. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE59102126D1 (en) Interferential position measuring device.
DE3483191D1 (en) LENGTH MEASURING DEVICE ACCORDING TO THE TWO-BEAM LASER INTERFEROMETER PRINCIPLE.
SU1735711A1 (en) Device for displacement measuring
SU1599650A1 (en) Transducer of linear displacements
SU1657957A1 (en) Device for measurement of object movement
EP0506357A3 (en) Optical voltage detector
EP0506358A3 (en) Sampling-type optical voltage detector
JPH0349370B2 (en)
SU643942A1 (en) Displacement-to-code converter
SU1705698A1 (en) Photoelectric movement converter
SU1055966A1 (en) Optical electronic device for measuring object linear displacement
JPS5892819A (en) Photoelectric encoder device
SU1619013A1 (en) Photoelectric transducer of displacement
SU1494217A1 (en) Photoelectric displacement-to-code converter
JPH0444211B2 (en)
SU1399645A1 (en) Photoelectric displacement transducer
SU759871A1 (en) Piezooptical measuring transdicer
SU1651167A1 (en) Photovoltage displacement converter
SU1096497A1 (en) Device for measuring linear displacements
SU1310635A1 (en) Photoelectric displacement transducer
SU1585677A1 (en) Apparatus for determining coordinates of elongated objects in the process of production
SU1567871A1 (en) Device for measuring linear displacements
JP2742474B2 (en) High-speed voltage measurement device
SU1552140A1 (en) Method of optical measuring of intensity of pulsed electric or/and magnetic field
SU1141576A1 (en) Photoelectric displacement encoder