Claims (2)
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть применено , например, в станкостроении дл измерени перемещений координатных столов. Известны устройства дл измерени линейных перемещений, содержащее растровую линейку, считывающую голов ку, формирующий канал измерительных импульсов и реверсивный счетчик , Недостатком этих устройств вл етс небольша величина измер емого перемещени , ограниченна длиной раст ровой линейки. Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым резуль татам к предлагаемому вл етс устройство дл измерени линейных переме щений, содержащее одну или более растровых линеек, св зываемых с контролируемым объектом, по меньшей мере две считывающие головки, формирователи измерительных импульсов, подключенные к соответствующим считывающим головкам, блок переключени формирователей , св занный с выходами формирователей , реверсивный счетчик, подключённый к выходам блока переключени и датчик переключений 2. Недостаток устройства - невысока точность измерений, обусловленна необходимостью поддерживать посто нным рассто ние между считывающими головками, равное целому числу периодов растровой решетки. Цель изобретени - повышение точности измерений. Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл измерени линейных перемещений снабжено блоком синхронизации, информационные входы которого подключены к выходам датчика переключени , синхронизирующие входы - к выходам блока переключени , а выходы - к управл ющим входам блока переключени . 39 При этом датчик переключени выполнен с гистерезисной характеристикой вход-выход. На фиг. 1 представлена структур-i ма схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, по сн ющие его работу. Устройство содержит растровую линейку 1 , закрепленную на контролируемом объекте, считывающие головки 2 и 3 рассто ние между которыми выбра но меньшим длины растровой линейки 1 Выходы считывающих головок 2 и 3 под ключены к формировател м 4 и 5 измерительных импульсов, каждый из которых содержит растровый интерпол тор 6 и 7 дробной части периода раст рового сопр жени , выходные сигналы которого поступают, соответственно, на логические блоки 8 и 9, вырабатывающие измерительные импульсы Си-1, Си-2 (фиг. 2). Импульсы Си-1 и Си-2 поступают на входы блока 10 переключени , который пропускает на вход реверсивного сметчика 11 одну из двух последовательностей измерительных импульсов Си-1 и Си-2. Блок 12 синхронизации обеспечивает синхронизацию момента переключени с одного канала измерени на другой. Благодар введению интерезиса в характеристику вход-выход датчи ка 13 переключени , его вь1ходной сигнал оказываетс нечувствительным к вибрации контролируемого объекта. Устройство работает следующим образом. В пределах рабочего хода контрол руемого объекта растрова линейка 1 посто нно находитс в поле зрени одной из считывающих головок 2 и 3Так , например, в левом крайнем поло жении растрова линейка 1 находитс в поле зрени считывающей головки 2 При движении растровой линейки впра во из квадратурных сигналов головки 2 при помощи растрового интерпол тора k и логического .блока 8 вырабатываютс измерительные импульсы Си-1(4-), которые через блок 10 переключени направл ютс на суммирующий вход реверсивного счетчика 1 Когда линейка 1 входит в поле зрени считывающей головки 3 начинают вырабатыватьс измерительные импульсы Си-2, однако на вход реверсив ного счетчика 11 по прежнему продолжают поступать измерительные импульсы Си-1.(+). После прохождени на выход блока 10 переключени очередного измерительного импульса Си-1 проходит (по его заднему фронту) скачкообразное изменение выходного сигнала Z блока 12 синхронизации с низкого уровн на высокий по линии ав и при дальнейшем движении растровой линейки 1 вправо на выход блока 10 переключени проход т измерительные импульсыСи-2. В общем случае Си-1 и Си-2 не. совпадают по фазе и в результате переключени считывани с левого растрового сопр жени на правое возникает фазова погрешность 8 , котора , однако меньше цены измерительных импульсов. При движении линейки 1 из правого положени в левое, изменение выходного сигнала Z датчика 13 переключени с высокого уровн на низкий происходит по линии са, отсто щей от линии ав на ведичину гистерезиса (Г , а переключение в блоке 10 осуществл етс после поступлени очередного измерительного испульса Си-2(-) на вход вычитани реверсивного счетчика 11. Благодар временной прив зке выходных сигналов датчика переключени к задним фронтам выходных измерительных импульсов, погрешности 5 , возникающие при переключении считывани с одного растрового сопр жени на другое при движении в разные стороны, равны по величине , но имеют разные знаки (фиг.2), т.е. при многократных переключени х эта погрешность не накапливаетс , за счет чего повышаетс точность измерени . Формула изобретени 1, Устройство дл измерени линейных перемещений, содержащее одну или более растровых линеек, св зываемых с контролируемым, объектом, по меньшей мере две считывающие головки, формирователи измерительных импульсов , подключенные к соответствующим считывающим головкам, блок переключени формирователей, св занный с выходами формирователей, реверсивный счетчик, подключенный к выходам блока переключени , и датчик переключений , отличающеес тем, что, с целью повышени точности 5 измерений, оно снабжено блоком синхронизации , информационные входы кото рого подключены к выходам датчика переключени , синхронизирующие входы к выходам блока переключени , а выходы -- к управл ющим входам блока переключени . The invention relates to a measurement technique and can be applied, for example, in a machine tool industry for measuring the movements of coordinate tables. Devices for measuring linear displacements are known, which contain a raster ruler, a read head, a measuring pulse channel and a reversible counter. The disadvantage of these devices is the small value of the measured displacement, limited by the length of the raster ruler. The closest in technical essence and achievable results to the present invention is a device for measuring linear displacements containing one or more raster lines associated with a controlled object, at least two read heads, formers of measuring pulses connected to corresponding read heads , a driver switching unit associated with the driver outputs, a reversible counter connected to the outputs of the switching unit, and a switch sensor 2. Lack devices - low measurement accuracy due to the need to maintain a constant distance between the reading heads, equal to an integer number of periods of the raster grid. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. This goal is achieved by the fact that the device for measuring linear movements is equipped with a synchronization unit, the information inputs of which are connected to the outputs of the switching sensor, the synchronizing inputs to the outputs of the switching unit, and the outputs to the control inputs of the switching unit. 39 In this case, the switching sensor is made with an input-output hysteresis characteristic. FIG. 1 shows the structure-i device layout; in fig. 2 time diagrams for his work. The device contains a raster ruler 1, fixed on a controlled object, the read heads 2 and 3, the distance between which is chosen to be shorter than the length of raster line 1. torus 6 and 7 of the fractional part of the period of the mating period, the output signals of which are fed, respectively, to logical blocks 8 and 9, producing measuring pulses C – 1, C – 2 (Fig. 2). The pulses C-1 and C-2 are fed to the inputs of the switching unit 10, which passes one of two sequences of the measuring pulses C-1 and C-2 to the input of the reversing estimator 11. The synchronization unit 12 provides synchronization of the moment of switching from one measurement channel to another. Due to the introduction of the interesis into the input-output characteristic of the switching sensor 13, its incoming signal is insensitive to the vibration of the monitored object. The device works as follows. Within the working stroke of the monitored object, the raster line 1 is constantly in the field of view of one of the read heads 2 and 3. For example, in the left extreme position of the raster line 1 is in the field of view of the read head 2 When the raster line moves from the right quadrature signals heads 2 using raster interpolator k and logical block 8 produce measuring pulses C-1 (4-), which through switching unit 10 are sent to the summing input of the reversing counter 1 When the ruler 1 enters the field From the viewpoint of the readout head 3, the measuring pulses C – 2 begin to be produced, however, the measuring pulses C – 1 continue to arrive at the input of the reversible counter 11 (+). After passing to the output of the switching unit 10 of the next measuring pulse C-1, it passes (on its falling edge) an abrupt change in the output signal Z of the synchronization unit 12 from a low level to a high one along the line av and with further movement of the raster line 1 to the right to the output of the switching unit 10 t measuring pulses Cc-2. In general, C-1 and C-2 are not. phase coincide, and as a result of switching the readout from the left raster mate to the right, a phase error 8 occurs, which, however, is less than the price of the measuring pulses. When the ruler 1 moves from the right position to the left, the output signal Z of the switching sensor 13 from high level to low is changed along the line sa, which is distant from the line av to the vedich of the hysteresis (T, and the switch in block 10 occurs after the next measurement pulse C-2 (-) to the subtraction input of the reversible counter 11. Due to the temporary binding of the output signals of the switching sensor to the rear edges of the output measuring pulses, errors 5 arising from switching readings from one when moving in different directions, they are equal in magnitude, but have different signs (Fig. 2), i.e., with repeated switchings, this error does not accumulate, thereby improving the measurement accuracy. for measuring linear displacements containing one or more raster lines associated with a controlled object, at least two read heads, formers of measuring pulses connected to corresponding read heads, a formate switching unit Leu associated with the outputs of the formers, a reversible counter connected to the outputs of the switching unit, and a switching sensor, characterized in that, in order to improve the accuracy of 5 measurements, it is equipped with a synchronization unit whose information inputs are connected to the outputs of the switching sensor, synchronizing inputs to the outputs of the switching unit, and the outputs to the control inputs of the switching unit.
2. Устройство по п. 1, отличающеес тем, что. датчик переключени выполнен с гистерезисно характеристикой вход-выход.2. A device according to claim 1, characterized in that. The switching sensor is made with an input-output hysteresis characteristic.
4V4V
ff
CU-lf) )CU-lf))
Ct/HCt / H
( (
ff
Cff-гм Cff-um
fe / 29« Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Преснухин Л.Н. и др. Муаровые датчики положени и их перемещение. М.,Машиностроение, 19бЭ, с.66-72. 2.Воронцов Л.Н. Фотоэлектрические системы контрол линейных величии. М. /Машиностроение, 19б5 iC. 1 З (прототип).fe / 29 “Sources of information taken into account during the examination 1. Presnukhin L.N. et al. Moire position sensors and their movement. M., Mashinostroenie, 19bE, pp.66-72. 2. Vorontsov L.N. Photovoltaic systems control linear greatness. M. / Mashinostroenie, 19b5 iC. 1 C (prototype).