SU433522A1 - ФОТОаЛЕКТРйЧЕСКШ ИМПУЛЬСНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИИ - Google Patents

Description

. Изобретение отнсюитс  к устройствам автоматики и вычислительной техники, осуществл ющим преобразование линейных и угловых перемещений в цифровые кода. Оно предназначено дл  измерительных установок, используемых при аттестации навигационных приборов , например гироскопов, дл  проверки шкал, лш«5ов и т.п. Кроме того- ОБО может найти применение дл  автоматизации измерени  перемещений предметных столов, микроскопов, компараторов, столов делительных головок и измерительных элементов устройств, используемых на стендовых испытани х . Известны фотоэлектрические импульсные реверсивные преобразователи перемещений, содержащие растровое сопр жение, по одну сто рону которого установлен фотопри емник и излучатель, а по другую диафрагма и модул тор светового потока, соединенный с генератором опорных напр жений, выход которого подключен к входу формировател  счетных импульсов, определени  направлени  перемещени , выходы которого соединены со входами реверсивного счетчика , фотоприемники, выходы которых через другие входы формирователей счетных имцульсов. подключены к входам блока определени  направлени  перемещени . Эти преобразователи отличаютс  сложностью схемы и невысокой точностью, обусловленной наличием двух каналов преобразовани  информации при определении направлени  перемещени . В предлагаемый преобразователь введены оптическое фазосдвигающее устройство и два демодул тора , причем оптическое

фазОС двигающее устройство установлено мейц|у излучателем и фотоприеглником , выход которого

чбфез сигнальные входы демодул ToipoB соединен с другими входами блока определени  направлени  перемещени , а к опорным входам демодул торов подключены выходы генератора опорных напр жений.

При этом дл  определени  направлени  перемещений отпадает необходимость в использовании двух фотопри-емников, взаиглно смещенных относите;1ьно штрихов растрового сопр жени  и двух формирователей фазовых импульсов.

На фиг .-I представлена функциональна  схема преобразовател  на фиг.2 - эпюры сигналов устройства .

Растровое сопршкение I образовано в плос сости лимба (линейки ) 2 путем проецировани  одной части растровой решетки 3 на другую ее часть. Напротив растрового сопр жени  установлен д ютоприе лник 4. По одну сторону проецируемого участка растровой решетки 3 установлен излучатель 5, состо щий из источника света 6 и конденсорной линзи 7, а по другую - диафршма 8 и модул тор светового потока 9. Модулированный световой поток попадает на вход оптической проекционной системы 10, состо щей из призм 11, фокусирующей системы /12 и оптического фазосдвигающего устройства 13, выполненного, например, в виде двух шюскопараллельных пластин, развернутых под определенным углом относительно друг друга. Выход фотоприемника 4 соединен с сигнальными входами демодул торов 14, 15 и формировател  счетного импульса 16.

Опорные входы демодул торов и формировател  счетного импульса соедине1Ш с выходами генератора опорных напр жений 17, а выходы демо.цул торов и формировател  счетных импульсов соединены через блок определени  направлени  перемещени  18 со входами реверсивного счетчшш 19. Генератор опорных напр жений 17 соединен с модул тором светового потока 9.

Преобразователь работает следующим образом. Световой поток через растровое сопр жение от излучател  5 попадает на диафрагиу 8. Диафрагма ограничивает рабочее поле целым числом проецируемых штрихов растрового сопр жени  I. Световой поток через диафрагму попадает на модул тор светового потока 9 и при колебательных движени;ЯХ последнего, управл емых генератором опорных напр жений 17, осуществл етс  модул ци  светового потока изл чател  5.

: . В результате модул ции световые потоки I и П (см.фиг.2), про:ход щие через разные половины Диафрагмы, модулированы в противофазе один относительно другого. Каждый из этих световых потоков, пройд  через оптическое фазосдвигающее устройство и растровое сопр жение , попадает на фотоприемник 4, который преобразует их в электрические сигналы. Период В-В или А-А изменени  величины каждого из световых потоков X и ПГ равен половине шага растрового сопр жени  i На фиг.2,а (при отсутствии модул ции ) изменение светового потока I показано штриховой, а светового потока Д - штрих-пунктирной лини ми . При модул ции общий световой поток, падающий на фртоприеьшик, состоит из переменной и посто нной составл ющих. Характер изменени  обшего светового потока показан сплошной линией.

Амплитуда переменной составл ющей (см.фиг.2,б) в положении растрового сопр жени/i, в котором раздельные световые потоки I и П равны (на фиг.2,а точки А и В), имеет минимальную величину. При смещении из этого положени  происходит инвертирование фазы переменной составл ющей светового потока или соответственно переменной составл ющей напр жени  на выходе фотоприешчика. Указанные положени  лимба (линейки) 2 могут быть определены наиболее точно и прин ты за отсчетные. Они формируютс  в виде импульсов на выходе, формировател  счетного импульса 16 в моменты инвертировани  фазы напр жени  на сигнальном входе. Фаза переменной составл ющей остаетс  посто нной в пределах между двум  соседниш отсчетными положени ми , т.е. межлу соседними точками А и В и инвертируетс  . 54 при переходе через одноиз них. В пределах между двум  соседними отсчетными положени ми, например В-А, макстлуш сигнала фотоприемника характеризуют величину I из разделенных световых потоков, а минимумы на этом же интервале - величину ЛГ потока. На следующем соседнем интервале между отсчетными положени ми фаза переменной составл ющей напр жени  фотоприемника инвертирована . В св зи с этим миницумы напр жени  фотоприемника буду характеризовать величину I, а ма - в еличину ЛГ из разделенных световых потоков. Сигналы фотоприемника 4 и опорных напр жении 17 поступают соответственно на сигнальные и опорные входы демодул торов 3, 4 и формировател  счетных импульсов 16, которое выходами под ключены к входам блока 18. Генератор опорных напр жений 17, работающий синхронно о модул тором светового потока 9, имеет два, выхода, напр жени  U и и ( фиг.2,в и 2,г) на которых сдвинуты одно относительно другого на половину периода. Напр жение и г поступает на опорный вход демодул тора Г4, напр жение и о на опорный вход демодул тора 15 и на опорный вход формировател  счетного импульса 16. Демодул торы 14 и 15 пропускают сигналы фотоприемника на выходы, ко да амплитуды напр жений 1 / и на их коммЕутационных входах достигают величины, близкой к макси мальной. Таким образом на выходе демодул тора 4, например в интервале В-А,будет напр жение и о пропорциональное максимугду, а на выходе демодул тора 15 -и д (в том же положении растрового сопр жени ), пропорциональное ми нимугду напр жени  фотоприемника. При переходе растровой решет ки 3 через оточетное положение происходит, как указывалось, инвертирование фазы переменной составл ющей напр жени  фотоприемншса . В этом случае, т.е. в зоне А-В, на выходе демодул тора 3 будет напр жение, пропорциональное №нимуь(у, а на выходе демодул тора 4 - максищьф напр жени  фотоприемника . В результате выходные напр жени  р о i И д (см.фиг.,е и 2,ж) демодул торов 3 и 4 будут пропорциональны величинам световых потоков I и П соответственно . Вследствие этого выходные сигналы демодул то ров, так же как и световые потоки I и П, сдвинуты один относительно другого на четверть периода по пространственной фазе. Знак сдвига фазы зависит от направлени  перемещени  растровой решетки 3. Таким образом, преобразователь формирует два сигнала U ч 4 по которым определ етс  направление перемещени  лкмба или линейки, и оди. отсчетный сигнал и,, в виде импульса на выходе форшровател  счетных импульсов IB. Указанные сигналы поступают на входы блока определени  направлени  перемещени  18, который в зависимости от знака разности фаз -выход ных сигналов демодул торов 14 и 15 пропускает отсчетиий импульс формировател  счетных импульсов на свои выходы ч- или -. Реверсивный счетчщ 19 алгебраически суммирует число импульсов, ПОСТУПИВШИХ на его входы. ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Фотоэлектрический импульсный реверсивный преобразователь перемещени , содержащий растровое сопр жение, по одну сторону которого установлен фотоприемиг к и излучатель, а по другую - диафрагма и модул тор светового потока, соединенный с генератором опорных напр жений, выход которого подключен к входу форш ровател  счетных импульсов, выкод фотоприеглника через последовательно соединенные другой вход формировател  счетных импульсов и блок определени  направлени  перемещени  соединен с входами реверсивного счетчика, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и повышен.и  точности работы преобразовател , в него введены оптическое фазосдвигающее устройство и два демодул тора , причем оптическое фазосдвигающее устройство установлено между излучателем и фотоприемникрм , выход которого через сигнальные входы демодул торов соединен с другими входами блока определени  направлени  перемещени , а к опорным входам демодул торов подключены выходы генератора опорных напр жений. - -9иг .1

/J

Д

Фиг.2