SU916982A1 - Optical electronic device for spatial positioning - Google Patents

Optical electronic device for spatial positioning Download PDF

Info

Publication number
SU916982A1
SU916982A1 SU792754905A SU2754905A SU916982A1 SU 916982 A1 SU916982 A1 SU 916982A1 SU 792754905 A SU792754905 A SU 792754905A SU 2754905 A SU2754905 A SU 2754905A SU 916982 A1 SU916982 A1 SU 916982A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
pulses
signal
output
input
detector
Prior art date
Application number
SU792754905A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Алексеевич Брызгалов
Михаил Александрович Великотный
Original Assignee
Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
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 Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики filed Critical Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Priority to SU792754905A priority Critical patent/SU916982A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU916982A1 publication Critical patent/SU916982A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

(54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЗЩИОНИРОВАНИЯ(54) OPTICAL-ELECTRONIC DEVICE FOR SPATIAL POSITIONING

I I

Изобретение относитс  к измери- тельной технике и может быть исполь зовано дл  бесконтактного пространственного позиционировани  различных объектов относительно заданной в пространстве отсчетной базовой плоскости , а также дл  управлени  пр молинейным перемещением различного тийа машин.The invention relates to a measurement technique and can be used for contactless spatial positioning of various objects relative to a reference reference plane set in space, as well as for controlling the linear movement of various machines.

Известно устройство пространственного позиционировани ,состо щее из управл ющего пункта и приемной системы. Приемна  система включает п ть фотоприемников. Управл ющий . пункт представл ет собой прожектор, в котором осветительна  лампа.вращаетс  эксцентрично по отношению к оптической оси объекта. Таким образом, образуемый прожектором Jiy4 также вращаетс , описыва  в пространстве коническую повер:сность. Ось этого конуса принимаетс  за эталонную пр мую, относительно которой регистрируетс  положение центра симметрии при-A spatial positioning device is known, which consists of a control point and a receiving system. The receiving system includes five photodetectors. Manager The item is a spotlight in which the illumination lamp turns eccentrically with respect to the optical axis of the object. Thus, formed by the searchlight Jiy4 also rotates, describing in space a conic angle. The axis of this cone is taken as the reference straight, relative to which the position of the center of symmetry is recorded at

Ёмной системы, включающей п ть фотоприемников С Immune system including five photodetectors C

Недостатком устройства  вл ютс  малые функциональные возможности за счет узкой зоны регистрации с его помощью сложности схемы и наличи  большого количества фотоприемников.The disadvantage of the device is the low functionality due to the narrow registration area with its help of the complexity of the circuit and the presence of a large number of photodetectors.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  оптико-злектронное устройство дл  пространственного позици«О онировани , содержащее источник светового излучени , оптический блок, .св занный с 1ШМ, генератор противофазных импульсов, подключенный к источнику светового излучени , фотопри15 емник, св зываемый с контролируемым объектом и cxerty обработки информационного сигнала, выполненную в виде соединенных последовательно широкополосного предварительного усилите20 л  избирательного усилени  и синхронного детектора 21.The closest to the present invention is an optical-electronic device for spatial positioning, containing a source of light, an optical unit associated with a 1MM, an antiphase pulse generator connected to a source of light, a photodetector associated with the object being monitored and The cxerty processing of the information signal, made in the form of a series-connected broadband preamplifier of 20 l of selective amplification and a synchronous detector 21.

Claims (2)

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что на выходе устройства величина сигнала рассогласовани  зависит от рассто ни  между прожект ром и фотоприемником,.коэффициента пропускани  тракта между прожектором и фотоприемником, следовательно по уровню сигнала рассогласовани  нельз  судить о линейной величине, вызвавшего его смещени . Таким обра зом, устройство обладает малыми фун циональными возможност ми. Цель изобретени  - расширение фу циональных возможностей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что оптико-электронное устройс во дл  пространственного позициониррвани , содержащее источник светового излучени , оптический блок, св занный с ним, генератор противофазны импульсов, подключенный к источнику светового излучени , фотоприемник,. св зываемый с контролируемым объект и схему обработки информационного сигнала, выполненную в виде соединенных последовательно широкополос . ного предварительного усилител , избирательного усилител , синхронного детектора, оно снабжено генератором опорных синфазных импульсов, вход и выходы которого соединены с выходами генератора противофазных импульсов , источник светового излучени  выполнен в виде .двух светодиодов, а схема обработки информационного сигнала, снабжена преобразователем опорного сигнала и соединенными последовательно пиковым детектором и ;управл емым делителем, вход которого соеданен с фотоприемником, выхоД с широкополосным предварительным усилителем, а выход последнего подключен к пиковому детектору и преобразователю опорного сигнала. На: фиг. 1 представлена блок-схем оптико-электронного устройства на фиг, 2 - временные диаграммы сигналов на соответствующих элементах схемы.. . Оптико-электронное устройство дл  пространственного позиционирова ни  содержит источник светового излучени , состо щий из двух светодио дов 1 и 2, оптический блок, состо щий из разделительной призмы 3, кон денсоров 4 и 5 и объектива 6 генератор 7, противофазных импульсов, генератор 8 синфазных импульсов, со диненный с последним и светодиодами 1 и 2 фотоприемник 9 и схему об работки информахщонного сигнала, выполненную в виде соединенных последовательно управл емого делител  10, широкополосного предварительного усилител  11, избирательнЬго усилител  12 .и синхронного детектора 13, схема обработки информационного сигнала содержит также пиковый детектор 14, соединенный с управл етуым делителем 10 и преобразователь 15 опорного сигнала, выход которого соединен с синхронным детектором 13, а вход - с широкополосным предварительным усилителем 11 и пиковым детектором 14. Устройство работает следую1Щ1м образом .. Свыхода фотоприемника 9, который находитс  в пучке лучей источника светового излучени , сигнал В (фиг.2) через управл емый делитель 10 и широкополосный усилигтель. 1 1, одновременно поступает на избирательный усилитель 12, пиковый детектор 14 и на преобразователь 15 опорных импульсов . Выделение опорного импульса сигнала из общего сигнала В осуществл етс  по амплитудному признаку, за ТОГО, что амплитуда импульсов опорного сигнала значи ельно превышает максимально возможную амплитуду сигнала рассогласовани . Дл  получени  статической характеристики системы, независ щей от дистанции работы, введена стабилизаци  амплитудного значени  опорньпс импульсов с помощью пикового детектора 14 и управл емого делител  10. Так как временное положение опорных импульсов синхронизировано с противофазным током питани  светодиодов 1 и 2, а, следовательно, и с фазой информационной составл ющей, содержащейс  в сигнале В, то с помощью преобразовател  15 опорных импульсов и синхронного детектора 13 определ ют направление регистрируемого смещени  объекта. Это осуществл етс  следующим образом. Избирательный усилитель 12 выдел ет первую гармонику частоты модул ции излучени  светодиодов I и 2, На выходе избирательного .усйлите;1Я 12 присутствует сумма взаимно ортогональных первых гармоник информационного и опорного сигналов (условие ортогональности выполн етс  соответствующей фазировкой импульс5 ного Синфазного тока Б (фиг. 2) от генератора 8 синфази тх импульсов (фиг. 2) .. С помощью преобразовател  15 опо ных импульсов добиваютс  ортогонапб . ности первой гармоники сигнала, подаваемого на опорньй вход синхронного детектора 13 к первой гармонике опорных импульсов, подаваемой с избирательного усилител  12 на основной вход синхронного детектора 13. Дл  выполнени  указанного усло .ВИЯ ортогональности преобразователь 15 опорного сигнала содержит линию задержки. Врем  задержки должно удо влетвор ть условию . I . tj . , . где j, - врем  задержки , to,,.u,(,- длительность входных импул сов опорного сигнала. Выполнение услови  ортогональности первой гармоники сигнала, подав емого на опорный вход синхронного детектора 15 и первой гармонике опо ных импульсов, подаваемых с выхода избирательного усилител . 12 на осно ной вход синхронного детектора 13, позвол ет получить на выходе синхро ного детектора 13 информацию о бели чине Изнаке рассогласовани , не за вис щую от уровн  первой гармоники опорных импульсов. Таким образом, предпагаемое устройртво позвол ет получить статическую характеристику, независ щую от дистанции работы путем введени  дополнительного генератора синфазны импульсов, св занного с источником светового .излучени  и соответствующей обработки информационного сигна ла. 2 Формула изобретени  OnTHKO-aneKTpokHOe устройство дл  пространственного позиционировани , содержащее источник светового излучени , оптический блок, св занный с ним, генератор противофазных импульсов, подключенный к источвмку светового излучени , фотоприемник , св зываемый с кoитpoлиpye a)м объектом, и схему обработки информационного сигнала, выполненную в виде соединенных последовательно широкополосного предварительного усилител , избирательного усилител  и синхронного детектора, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, оно снабжено генератором опорных синфазных импульсов, вход и выходы которого соединены свыходам генератора противофазных импульсов, источник светового излучени  выполнен в виде двух светодиодов, а схема обработки информационного сигнала снабжена преобразователем опорного сигнала и соединенными последовательно пиковым детектором и управл емым делителем, вход которого соединен с фотоприемником, выход - с широкополосным предварительным усилителем а выход последнего подключен к пиковому детектору и преобразова- телю опорного сигнала. Источники информации, прин тые .во внимание при экспертизе 1.Electronic Theodolite - Jour. , Sci Instr. vol. 41, 1964, № 5. A disadvantage of the known device is that at the output of the device the magnitude of the error signal depends on the distance between the projector and the photoreceiver, the path transmittance between the searchlight and the photoreceiver, therefore it is not possible to judge the linear magnitude of the misalignment signal that caused its displacement. Thus, the device has low functional capabilities. The purpose of the invention is the expansion of functional capabilities. This goal is achieved by the fact that an optoelectronic device for spatial positioning, containing a source of light, an optical unit associated with it, an antiphase pulse generator connected to a source of light, a photodetector. an object associated with a controlled object and an information signal processing circuit made in the form of broadband connected in series. a preamplifier, a selective amplifier, a synchronous detector, it is equipped with a common-mode reference pulse generator, the input and outputs of which are connected to the outputs of the anti-phase pulse generator, the light source is made in the form of two LEDs, and the information signal processing circuit is equipped with a reference signal converter and connected sequentially peak detector and; controlled divider, whose input is connected to a photodetector, output with a broadband preamplifier And the output of the latter is connected to a peak detector and a reference signal converter. On: FIG. 1 shows the block diagrams of the optoelectronic device in FIG. 2, the time diagrams of the signals on the corresponding circuit elements ... The optoelectronic device for spatial positioning contains a light source consisting of two LEDs 1 and 2, an optical unit consisting of a separating prism 3, capacitors 4 and 5 and a lens 6, an oscillator 7, antiphase pulses, an oscillator 8 pulses combined with the last and LEDs 1 and 2 of the photodetector 9 and the information signal processing circuit made in the form of connected in series controlled divider 10, broadband preamplifier 11, selective silicon 12 and synchronous detector 13, the information signal processing circuit also contains a peak detector 14 connected to a controlled divider 10 and a reference signal converter 15, the output of which is connected to a synchronous detector 13 and the input to a broadband preamplifier 11 and a peak detector 14 The device operates in the following manner. The output of the photodetector 9, which is in the beam of the light source, the signal B (Fig. 2) through the controllable divider 10 and the broadband amplifier. 1 1 simultaneously enters the selective amplifier 12, the peak detector 14 and the converter 15 reference pulses. The selection of the reference pulse of the signal from the general signal B is carried out on the basis of the amplitude characteristic, since it implies that the amplitude of the pulses of the reference signal significantly exceeds the maximum possible amplitude of the error signal. To obtain a static characteristic of the system, independent of the working distance, stabilization of the amplitude value of the reference pulses is introduced using a peak detector 14 and a controlled divider 10. Since the temporary position of the reference pulses is synchronized with the antiphase power supply current of the LEDs 1 and 2, and, consequently, With the phase of the information component contained in the signal B, the direction of the detected object displacement is determined using the converter 15 of the reference pulses and the synchronous detector 13. This is done as follows. Selective amplifier 12 selects the first harmonic of the modulation frequency of the emission of LEDs I and 2. The output of the selective detector; 1st 12 is a sum of mutually orthogonal first harmonics of the information and reference signals (the orthogonality condition is fulfilled by appropriate phasing of the pulsed Common Mode B (Fig. 2). ) from the generator 8 of the synphase pulses (Fig. 2) .. Using the converter 15 of the reference pulses, the first harmonic of the signal fed to the reference input of the synchronous detector 13 to the ne the harmonic of the reference pulses supplied from the selective amplifier 12 to the main input of the synchronous detector 13. To fulfill the specified condition. Orthogonality of the reference signal converter 15 contains a delay line. The delay time must satisfy the condition. I. tj.,. where j, - delay time, to ,,. u, (, is the duration of the input pulses of the reference signal. The orthogonality condition of the first harmonic of the signal supplied to the reference input of the synchronous detector 15 and the first harmonic of the fundamental pulses from the elect Yelnia amplifier. 12 to the main input of the synchronous detector 13, allows to obtain at the output of the synchronous detector 13 information about the mismatch iznaka Iznak, not hanging from the level of the first harmonic of the reference pulses. Thus, the predictable device allows one to obtain a static characteristic independent of the working distance by introducing an additional in-phase generator of pulses associated with the source of light radiation and corresponding processing of the information signal. 2 The claims of the OnTHKO-aneKTpokHOe spatial positioning device, comprising a light source, an optical unit associated with it, an antiphase pulse generator connected to a light source, a photodetector associated with a co-polar object and the information signal processing circuit , made in the form of a series-connected broadband preamplifier, a selective amplifier, and a synchronous detector, so that, in order to expand the functionality capabilities, it is equipped with a generator of reference common-mode pulses, the input and outputs of which are connected to the outputs of the generator of antiphase pulses, the light source is made in the form of two LEDs, and the information signal processing circuit is equipped with a converter of the reference signal and connected in series with a peak detector and a controlled divider whose input connected to a photodetector, output to a broadband preamplifier and the output of the latter is connected to a peak detector and transform a reference signal body. Sources of information taken into consideration in the examination 1.Electronic Theodolite - Jour. Sci Instr. vol. 41, 1964, No. 5. 2.Пуккерман С.Т., Гридин А.С. Управление машинами при помошл оптического луча. М., Машиностроение, 1969, с. 43 (прототип).2. Pukkerman S.T., Gridin A.S. Machine control with optical beam. M., Mechanical Engineering, 1969, p. 43 (prototype).
SU792754905A 1979-04-17 1979-04-17 Optical electronic device for spatial positioning SU916982A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792754905A SU916982A1 (en) 1979-04-17 1979-04-17 Optical electronic device for spatial positioning

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792754905A SU916982A1 (en) 1979-04-17 1979-04-17 Optical electronic device for spatial positioning

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU916982A1 true SU916982A1 (en) 1982-03-30

Family

ID=20822927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792754905A SU916982A1 (en) 1979-04-17 1979-04-17 Optical electronic device for spatial positioning

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU916982A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10113868B2 (en) Multiple synchronized optical sources for time-of-flight range finding systems
US5133600A (en) Method and apparatus for demodulating the rotation rate signal of a fiber optic gyroscope
GB2207244A (en) Optical switching devices
SU916982A1 (en) Optical electronic device for spatial positioning
GB1279762A (en) Optical measuring instrument
JPH0735976B2 (en) Fiber Optic Sagnac interferometer for measuring rotational speed
US2968736A (en) Cycling mechanism for photoelectrical devices
JPS62291508A (en) Object detecting apparatus
SU798737A1 (en) Apparatus for controlling object position
JPH03229186A (en) Light wave range finder
SU1244483A1 (en) Optronic device for spatial positioning
US5081710A (en) Laser transmitter
RU2000023C1 (en) Optical contactless level gauge
US9933364B2 (en) Phase synchronizing pulse amplitude modulation fluorometer
SU918783A1 (en) Device for measuring displacements
RU2006191C1 (en) Device for dynamic illumination
SU1503040A1 (en) Device for measuring group delay time
SU327753A1 (en) Self-adjusting photocopying system
SU1647253A1 (en) Optoelectronic device for measuring object angular position
RU1345833C (en) System oq orienting objects in space
SU1427180A1 (en) Device for checking surface roughness
SU425342A1 (en) TURN-FREQUENCY CONVERTER
SU492735A2 (en) Autocollimation photoelectric angle measuring device
SU968614A1 (en) Autocollimination photoelectric device
JPH01307640A (en) Gas detecting device