Устройство для измерения дробной части интерференционной полосы

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений. деформаций и вибраций. Повышение точности измерения достигается за счет того, что каждый канал снабжен последовательно соединенными выпрямителем , вход которого соединен с выходом усилителя, и аналого-цифровым преобразователем, а устройство снабжено блоком деления, информационные входы которого соединены с выходами аналого-цифровых преобразователей , блоком вычисления обратных тригонометрических фун-кций и тремя двухвходовыми элементами ИСК- .ЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Влияние изменения интенсивности излучения и действия помех уменьшается вследствие использования деления входных сигналов с последующим вычислением обратных тригонометрических функций. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (111 (51) 4 G 01 В 21/00

К

1

j 1 т

1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3764953/24-28 (22) 04.07.84 (46) 30.09.86. Бюл. N 36 (71) Хабаровский политехнический институт (72) Г.К.Конопелько, Ю.М.Криницын и Чье Ен Ун (53) 621 . 31 7. 39: 531 . 717 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1002830, кл . С 01 В 11/00, 1983.

Фотоэлектрические преобразователи информации /под ред. Л.Н.Преснухина. М.: Машиностроение. 1974, с. 178-186. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДРОБНОЙ ЧАСТИ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ ПОЛОСЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений, деформаций и вибраций. Повышение точности измерения достигается за счет того, что каждый канал снабжен последовательно соединенными выпрямителем, вход которого соединен с выходом усилителя, и аналого-цифровым преобразователем, а устройство снабжено блохом деления, информационные входы которого соединены с выходами аналого-цифровых преобразователей, блоком вычисления обратных тригонометрических функций и тремя двухвходовыми элементами ИСК.ЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Влияние изменения интенсивности излучения и действия помех уменьшается вследствие использования деления входных сигналов с последующим вычислением обратных тригонометрических функций. 1 ил.

1260682

1О

Изобретение огносится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений, деформаций и вибрации.

Цель изобретения — повышение 5 точности измерения за счет повышения числа отсчетных импульсов и эа счет повышения стабильности при изменении интенсивности излучения и действия помех.

На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения дробной части интерференционной полосы.

Устройство содержит два канала, каждый иэ которых состоит из последо- 15 вательно соединенных фотоприемника

1;1, 1.2, усилителя 2.1, 2.2 и формирователя 3.1, 3.2, выпрямителя

4.1, 4.2 и аналого-цифрового преобразователя 5.1, 5.2, суммирующе-вычитающий блок б, входы которого соединены с выходами усилителей,2.1 и 2.2, первый 7 и второй 8 блоки формирования сигнала, комбинационную логи25 ческую схему 9, реверсивный счетчик

10, включенный на выходе схемы 9, первый 11, второй 12 и третий 13 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок 14 деления, информационные входы которого соединены с выходами. аналого-цифро30 вых преобразователей 5.1 и 5.2, и блок 15 вычисления обратных тригоно— о метрических функций, информационный вход которого подключен к выходу блока 14 деления, а управляющий вход — 35 к выходу третьего элемента 13 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Устройство работает следующим образом.

Фотоприемники 1 расположены в та- 40 ких точках интерференционной картины, что их выходные сигналы сдвинуты по фазе на Я /2. Усиленные в усилителях 2 сигналы преобразуются формирователями 3 каналов в прямоуголь- 45 ные импульсы. Суммирующе-вычитающий блок 6 формирует суммарный и разностный сигналы, которые преобразуются первым 7 и вторым 8 блоками формирования в прямоугольные импульсы, 50 которые поступают на входы комбинационной логической схемы 9, формирующей восемь отсчетных импульсов за один период сигнала с фотоприемников.

В зависимости от направления переме- 55 щения отсчетные импульсы подаются на суммирующий или вычитающий входы реверсивного счетчика 10, содержимое которого А равно целой части интерференционной полосы.

Одновременно сигналы с фотоприемников 1 через выпрямители 4 поступают на входы аналого-цифровых преобразователей 5. Путем деления цифровых кодов модулей входных сигналов в блоке 14 деления определяется тангенс или котангенс от текущей фазы входного сигнала. Управление блоком 14 деления производится таким образом, что в нем всегда происходит деление меньшего числа на большее с целью устранения переполнения разрядной сетки блока. Сигнал управления блоком 14 деления формируется первым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11.

Цифровой код частного с блока 14 деления поступает на информационный вход блока 15 вычисления обратных тригонометрических функций arctg u

arcctg, на выходе которого формируется цифровой код текущей фазы сигналов фотоприемника 1, равный дробной части интерференционной полосы В.

Блок 15 вычисления тригонометрических функций управляет так, чтобы изменение вида вычисляемой функции

arctg или arcctg происходило в два раза чаще, чем смена делимого на делитель или наоборот в блоке 14 деления, что необходимо для того, чтобы текущая фаза сигналов нарастала в промежутках между отсчетными импульсами целой части интерференционной полосы. При изменении направления перемещения изменение вида вычисляемой функции не происходит, что соответствует в данном случае уменьшению текущей фазы, а следовательно и уменьшению величины абсолютного перемещения. Управляющий сигнал для блока 15 вычисления обратных тригонометрических функций формиру" ется вторым и третьим элементами

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и 13.

Таким образом величина измеряемого перемещения Ь равна

1.=А+В, где А — целая часть интерференцион А ной полосы равная А

У

16 — длина волны источника излучения, принимаемого фотоприемниками,  — дробная часть интерференционной полосы, определяемая в интервале от 0 до X/4 или от 0 до "j».

1260682

Устройство позволяет измерять перемещение с точностью где n — разрядность аналого-цифровых преобразователей.

При этом. описанный алгоритм обработки сигналов, основанный на делении входных сигналов с последующим вычислением функций arctg и arcctg, обеспечивает более высокую стабильность точности измерения дробной части интерференционной полосы при изменении интенсивности излучения на входе фотоприемников, а также при действии помех и наводок на измерительные цепи, по сравнеию с прототипом

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения дробной части интерференционной полосы, содержащее два канала, каждый из которых состоит из последовательно соедиенных фотоприемника, усилителя и формирователя, суммирующе-вычитающий блок, входы которого соединены с выходами усилителей каналов, первый и второй блоки формирования сигнала, входы которых соединены с выходами суммирующе-вычитающего блока, комбинационную логическую схему, входы которой подключены к выходам формирователей и блоков формирования сигнала, и реверсивный счетчик, входы

5 которого соединены с выходами комбинационной логической схемы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерений, каждый канал снабжен последовательно соединенными выпрямителем,. вход которого соединен с выходом усилителя, и аналого-цифровым преобразователем, а устройство снабжено блоком деления, информационные входы которого

15 соединены с выходами аналого-цифровых преобразователей, блоком вычисления обратных тригонометрических функций arctg и arcctg, информационный вход которого соединен с выходом

20 блока деления, первым двухвходовым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены к выходам блоков формирования сигнала, а выход — к управляющему входу блока деления, вторым двухвходовым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены к выходам формирователей, и третьим двухвходовым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены к выходам первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход — к управляющему входу блока вьгчисления обратных тригонометрических функций.

1260б82

Составитель В.Николаев

Техред Л.Олейник Корректор С Черни

Редактор Н.Горват

Заказ .5214/36 Тираж б70

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

133035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4