SU744225A1 - Фотоэлектрический способ измерени линейных и угловых перемещений и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

1

Изобретение относитс  к измерительной технике автоматического контрол  и регулировани  и может быть применено дл  измерени  больших линейных и угловых перемещений с применением растровых сопр жений .

Известен фотоэлектрический способ измерени  линейных угловых перемещений, основанный на том, что на объекте в направлении измерени  устанавливают растровое сопр жение и с помощью фотоэлектрической считывающей системы определ ют величину перемещени  объекта 1.

Известно .устройство, реализующее данный способ и содержащее растровое сопр жение , фотоэлектрическую считывающую систему, блок управлени  и счетный блок 2.

Недостаток такого способа и устройства заключаетс  в небольщом диапазоне измерени , ограниченном длиной растрового сопр жени .

Наиболее близким к предложенному способу  вл етс  способ измерени  линейных и угловых перемещений, заключающийс  в том, что на контролируемом объекте по оси измерени  устанавливают р д растровых элементов , сопр гают с ними по меньшей мере

РЕАЛИЗАЦИИ

две фотоэлектрические считывающие системы , по показани м которых суд т о величине перемещени . При переходе отсчета перемещени  с одной системы на другую фиксируют разностью фаз их электрических 5 сигналов и осуществл ют коррекцию погрещности измерени . Коррекцию осуществл ют путем пространственного фазировани  периодов растровых элементов.

Наиболее близким к предложенному устройству  вл етс  устройство дл  измерени  10 линейных и угловых перемещений, содержащее установленные по оси измерени  растровые элементы, устаналиваемые на измер емом объекте, сопр женные с ними две фотоэлектрические считывающие системы, блок управлени  и счетный блок 3.

15

Недостатком этого способа и устройства  вл етс  низка  точность, обусловленна  пространственным фазированием периодов растровых элементов.

Целью изобретени   вл етс  повышение 20 ТОЧНОСТИ измерени .

Поставленна  цель в способе достигаетс  тем, что коррекцию погрешности измерени , возникающей при переходе отсчета перемещени  с одного растрового сопр жени 

на другое, осуществл ют путем фазировани  выходных сигналов фотоэлектрических считывающих систем.

Поставленна  цель в устройстве достигаетс  тем, что блок управлени  выполнен в виде подключенных к фотоэлектрическим считывающим системам двух фазовых интерпол торов , каждый из которых содержит блок модул ционного преобразовани  и фазовый детектор, блока раснределени , двух датчиков положени  растровых элементов относительно считывающих систем, подключенных к входам блока раснределени  и фазового корректора, одна нара входов фазового корректора подключена к выходам блоков преобразовани  фазовых интерпол торов , а втора  - с выходом датчиков положени  растровых элементов относительно считываюп1их систем, одна пара выходов фазового корректора подключена к входам блоков преобразовани  фазовых интерпол торов , а втора  -- к выходам фазовых детекторов интерпол торов, выходы которых через блок распределени  подключены к счетному блоку.

На фиг. 1 представлена блок-схема фотоэлектрического преобразовател  перемещени ; на фиг. 2 - блок-схема преобразовани  с одним из вариантов выполнени  фазового корректора.

Фотоэлектрическое устройство дл  измерени  линейных и угловых перемещений состоит из р да последовательно установленных на перемещаемом объекте измерительных растров , 2, 3, двух фотоэлектрических считываюпдих систем, содержащих индикаторные растры 4 и 5, оптические системы б и 7 локализации комбинационных муаровых полос в плоскости анализируюпшх щелевых диафрагм 8 и 9, блоки 10 и 11 фотоприемников, датчики 12 и 13 положени  из.мерительпых растровых элементов отпосительно считываюндих систем, блоки 14, 15 модул ционного преобразовани , фазовые детекторы 16 и 17, блок 18 распределени , фазовый корректор 19, и счетный блок 20, состо щий из фазового дискриминатора 21, двух реверсивных счетчиков 22, 23, двух дискретных фазосдвигающих блоков 24 и 25 и блока управлени  корректора 26.

Устройство работает следущим образом.

При перемещении измерительных растров 1, 2, 3, образующих единую измерительную меру, с выхода фотоэлектрических считывающих систем следуют квадратурные сигналы

Преобразователи 14 и 15 преобразуют эти сигналы в фазомодулированные сигналы несущей частоты.

Фазовые детекторы 16 и 17 определ ют величину фазового рассогласовани  сигналов преобразователей 14 и 15 относительно опорных сигналов, вырабатываемых фазосдвигающими блоками 24 и 25 фазового корректора 19. При нахождении индикаторных растров 4 и 5 над измерительным растром 1

отсчет перемещени  идет со считывающей системы 6 с помощью блока 18 распределени  по сигналам датчиков 12 и 13. По .мере выхода растра 1 из пол  указанной системы счет далее продолжаете  по сигналам считывающей системы 7 от растрового сопр жени  2-7 с помощью преобразовател  15 и фазового детектора 17,

Дл  коррекции ногрещности измерени  фазовый корректор 19 (фиг, 2) реализует операцию фазировани  электрических сигнае лов с выхода преобразователей 14 и 15 считывающих систем при нахождении индикаторных растров 4 и 5 соответственно над измерительными растрами 1 и 2, Фазирование выполн етс  путем фазового сдвига сигналов преобразователей 14 и 15 относительно онорпых еигналов с помощью дискретных фазосдвигающих блоков 24 и 25 фазового корректора 19,

Дл  реализации операции фазировани  сигналов фазовый корректор 19 должен онре0 дел ть разность фаз сигналов, преобразовать эту разность фаз в цифровой код, запоминать его, а также выполн ть обратные операции преобразовани  кода в фазовый сдвиг сигналов. Указанные операции в фазовом корректоре 19 выполн ют фазовый дискриминатор 21, блок управлени  корректора 26, реверсивные счетчики 22 и 23, в которых хранитс  величина преобразованного в код фазового сдвига между сигналами блоков 14 и 15. фазосдвигающие блоки 24 и 25. При ревереивном движении фазирование и отсчет перемещени  выполн етс  в обратной последовательности.

Claims (3)

1.Фотоэлектрический способ измерени  линейных и угловых перемещений, заключающийс  в том, что на контролируемом объекте по оси измерени  устанавливают р д

растровых элементов, сопр гают с нн.ми, по меньщей мере, две фотоэлектричеекие считывающие системы, по выходным сигналам которых суд т об измер емом перемещении и при переходе от счета перемещени  с одной системы на другую фиксируют разность

фаз их электрических сигналов и осуществл ют коррекцию погрещности измерени , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности измерени , коррекцию погрещности и измерени  осуществл ют путем фазировани  выходных сигналов фотоэлектрических считывающих систем.

2.Фотоэлектрическое устройство дл  измерени  линейных угловых перемещений, содержащее последовательно расположенные но оси измерени  растровые эле.менты. устанавливаемые на измер емом объекте, и сопр женные с ними, по меньщей мере, две фотоэлектрические ечитывающие системы, блок управлени  и счетный блок, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности

измерени , блок управлени  выполнен в виде подключенных к фотоэлектрическим считывающим системам двух фазовых интерпол торов , каждый из которых содержит блок модул ционного преобразовани  и фазовый детектор, блока распределени , двух датчиков положени  растровых элементов относительно считывающих систем, подключенных к входам блока распределени  и фазового корректора, одна пара входов фазового корректора подключена к выходам блоков преобразовани  фазовых интерпол торов, а втора  - к выходам датчиков положени  растровых элементов относительно считывающих систем, одна пара выходов фазового корректора подключена к входам блоков преобразовани  фазовых интерпол торов , а втора  - к выходам фазовых детекторов интерпол торов, выходы которых через блок распределени  подключены к счетному блоку.

3. Устройство по п. 2, отличающеес  тем, что фазовый корректор выполнен в виде фазового дискриминатора, двух реверсивных счетчиков, двух дискретных фазосдвигающих блоков и блока управлени  корректора , входы фазового дискриминатора подключены к выходам блоков преобразовани  фазовых интерпол торов, поразр дные выходы реверсивных счетчиков подключены к поразр дным входам дискретных фазосдвигающих блоков, выходы которых совместно с выходами фазового дискриминатора и выходами датчиков положени  растровых элементов относительно считывающих систем подключены на входы блока управлени  корректора, выходы которого соединены со счетными входами реверсивных счетчиков , одна пара выходов дискретных фазосдвигающих блоков подключена к входам блоков модул ционного преобразовани , а втора  - к входам фазовых детекторов.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Мироненко К. В. Фотоэлектрические измерительные системы. М., «Энерги , 1967, с. 212-229.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке Л 2025527. кл. G 01 В 19/00, 1974

3.Воронцов Л. Н. Фотоэлектрические системы контрол  линейных величин. М., «Машиностроение, 1965, с. 134 (прототип).