Устройство для измерения линейных перемещений
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее два растровых фотоэлектрических преобразователя , ка}кдый из которых состоит из оптически связанных источника света , измерительного и индикаторного растров, фотоприемника, измерительные растры скреплены один с другим датчик положения и блок переключения , вход которого подключен к датчику положения, отличающееся Тем, что, с целью повьшения его быстродейстия , оно снабжено сумматором, входы которого связаны с фотоприемниками фотоэлектрических преобразователей , на один из измерительных растров нанесена маска, длина которой меньше длины измерительного растра, а ширина изменяется в направлении перемещения измерительного растра по трапецеидальному закону, датчик положения выполнен в виде дополнительного источника света и дополнительного фотоприемника, оптически связанных с маской, выходы блока переключения соединены с источниками света фотоэлектрических преобразователей . 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что блок переключения выполнен в виде дифференциального усилительного каскада, один из входов которого подключен к источнику опорного напряжения, второй вход является входом блока, а выходы дифференциального усилительного кас kaдa являются выходами блока. N ю К|
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН,.Я0„„1о96497
З(50 С 01 В 21/00! б . I
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3494680/18-28 (22) 27.09.82 (46) 07,06.84. Бюл. № 21 (72) С.А. Бармаш, С.-А.Ю.Будгинас, Ю.Я. Бузов, Л.И. Кулис, Б.И. Минцерис и Г.Н. Нотен (71) Вильнюсский филиал Эксперимен— тального научно-исследовательского института металлорежущих станков (53) 531.717(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Ф 744225, кл. G 01 В 21/00, 1974. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее два растровых фотоэлектрических преобразователя, каждый из которых состоит из оптически связанных источника света, измерительного и индикаторного растров, фотоприемника, измерительные растры скреплены один с другими, датчик положения и блок переключения, вход которого подключен к датчику положения, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его быстродейстия, оно снабжено сумматором, входы которого связаны с фотоприемниками фотоэлектрических преобразователей, на один из измерительных растров нанесена маска, длина которой меньше длины-измерительного растра, а ширина изменяется в направлении перемещения измерительного растра по трапецеидальному закону, датчик положения выполнен в виде дополнительного источника света и дополнительного фотоприемника, оптически связанных с маской, выходы блока переключения соединены с источниками света фотоэлектрических преобразователей.
2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок переключения выполнен в виде дифференциального усилительного каскада, один из входов которого подключен к источнику опорного напряжения, второй вход является входом блока, а выходы дифференциального усилительного кас kapa являются выходами блока.
1096 97
Изобретение относитсл к измерительной технике и мажет быть ис)7ользована для измерения линейных перемещений В разлпчпых системах, на1)ри11Вр b7 станках с 17ponpBM«пlым упрс1вле нием
Наиаолее близким к изобретеньпо являегся устройство для измерения лине11ных перемещений., содержащее два растровых фотоэлектрических преобра.— зователя, кяжць)Й из кОтсpblz состоит из Оптически сВлзанных истОчника
; света, измерительного и индикаторного растров, (Ьатоприемника, измери ) тельные растры скреплены один с другим Дс(тчик полсжен11я и блок пер еклю чения, вход которого подключен к
Д;ГГЧ11К") ПОЛОЖЕНИЯ
8едостатком известного устройства является Огра)(и" енное. бь)стродействие.
Ц(з))ь изобретенил — повьп))ение быстродействия устройства.
Указа IIIB51 цель достигается тем, чта устройства для измерения линейных перемещений, содержащее два растральх фотоэлектрических преобразоват(.5(51, каждый EIB с))т):-)ес1«и связанных источника света, нз;(еритс)7ьпогс и индикаторного растров. фотоприемника, измерител1.ные растры скреплены оцин с другим, дат-"
--(нк пох)о>кения и блок переключения, Вход которого подключен к дат ику
:.)-сложения, .=.иабжено су«мматорам, входы КОтарОГО с)351заны с фатаприемEiHI(B ми фотоэлектрических преобразователей, на адин из измерительных растра;2 нанесена маска, длина которой меньпье 1)липы измерител)ного растра, а ь)ирина изменяется в направлении перемеп(ения измерительного растра по тра)7ецеидальному закону, дат)ик положения ВыпОлнен В Виде дополни тельно)"о источника света и дополни-. тсльпого фотоприемника, оптически связанных с маской, выходы блока перекл)очения соединены с нстачпика ми света фотоэлектрических преобразователей.
IlvI 22оМ (5270KB а Dblxopbl дифференциальногосго усилительного каскада являются выходами блока. 11а фиг, 1 П1)едставлена функци ональнал схема предлагаемогo устройства; на фиг. 2 — функциональная схема блока переключения; н(2 Фиг. 3 грая)ик изменения величины сигна;(а, сн)11(ае«(сгс с допсппительного фотоприемника. Устройстзо содержит истс.-(ники света 1 и 2, оптически связанные с ними измерительные растры 3 и 4, скреплен1О ные друг с друГОм индикаторные растры 5 и 6, фотоприемники 7 и 8, усилители 9 и 10, входы которых подключены к фотоприемникам 7 и 8, су«ьматоры 11 и 12, входы которых подключены к выходам усилителеч 9 и 10, до J5 палнительный источник 13 света, оптически связанная с ним маска 14, нанесенная на один из измерительных растров„ дополнительный (Ьотоприемник i5, усилитель 16, подключенный вхо20 дам к дополнительному фотоприемнику 15, блок 17 перек)17очения, вход которого подключен к выходу усилителя 16, а выходы соединены с источника25 «m 1 и 2 света блок 18 питания выУ . - — Я ходы которого соединены с источниками 1 и 2 света и блокам 17 перекл)о=1ения. Блок 17 1)ереключения состоит из диффе))енциальнога усилительного каскада 19., 101 о .ника 20 опорного напряжения„ ЗО Устройство работает следующим образом. Источники 1 -I 2 света ссвещаот 35 растровые сопряжения„ образованные измерительными 3 и 4 и индикаторными 5 и 6 растрами. При перемещении измерительных растров 3 и 4 относительно индикаторных . 5 и 6 на фото4О приемниках 7 и 8 формируютсл сигналы, пос.тупающие на входы усилителей 9 и 10. На выходах усилителей 9 и 10 (Ьормиру1отся синусОидальнО и Ко синусоидально изменяющиеся сигналы, 45 поступающие EIB вхОДы су«IMBTopo12 1 1 и 12. Дополнительный источник 13 света формирует световой поток, г(роходящий через маску )4 Ei попадающий иа фотоприемник l5, выходной сигнал 50 с Koтарсга усиливаетc .Я ус1Б)итзлем 16 и Гсступает на ВХОД блОка 1 7 1)Bреключения, Блок 17 пе1>ек)почения (фиг. 21 управляст током питания источников 1 и 2 сне ".а в зависимости от величины сигнала, поступающего на вход дифференциального усилительного каска. Да 19, на второй вход которого посту1096497 пает опорное напряжение с источника 20 опорного напряжения. При перемещении измерительных растров 3 и 4 величина сигнала, снимаемого с дополнительного фотоприемника 15, изменяется от максимального до минимального значений (фиг. 3), что приводит к переключению источников 1 и 2 света. Переключение источников 1 и 2 света на гина- 1п ется при приближении места скрепления измерительных 3 и 4 к индикаторHbIM 5 и 6 растрам, причем вследствие того, что ширина маски изменяется по трапецеидально <у закону, сигнал, l5 форглируемый дополнительным фотоприемником 15, изменяется по линейному закону /фиг. 31. Линейный закон изменения сигнала на выходе дополнительного фотоприемника 15 приводит к тому, что общая величина светового потока, формируемо?о источниками 1 и 2 света, не изменяется. При этом не изменяется величина сигналов, формируемых на выходе сумматоров 11 и 12. При прохождении места скрепле гия измерительных 3 и 4 и индикаторных рас;ров 5 и 6 происходит обратное переключение источников i и 2 света. Таким образом, ипформационные сигналы на выходе с ".1г1аторов 11 и 12 не изменяют своей амплитуды при перемещении скрепленных измерительных растров 3 и 4 относительно индикаторных 5 и 6. Использование устройства позволяет производить измерения линейных перемещений с помощью скрепленных измерительньгх растров на длине, пре- вьщгающей длину отдельного измерительного растра, что обсспечивает высокую точность и быстродействие. Экономический эффект от внедрения одного устройства составит приблизительно 5 тыс. руб. 1096497 Х1 Составитель Т. Айсин Редактор И. Дербак Texpeh N.Êóçüìà Корректор Л. Шеньо Заказ 3787/29 grj таг Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
