Способ измерения линейных и угловых перемещений

 

Изобретение относится к измерительной те)«нике. Цель изобретения - повыше-2-/ 3 PQ ^-/Фиг.^(Лс•ч ь!CJ ON

mell I!Ill!!la

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s G 01 В 21/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2-7 3

2-2

° Ф ° е ° °

° ° °.(21) 4677290/28 (22) 13.03.89 (46) 23.02.92. Бюл. N. 7 (71) Государственный институт прикладной оптики (72) А.В.Новиков и Н.А.Санникова (53) 531.717 (088.8) (56) Фотоэлектрические преобразователи информации, / Под ред, Л.Н.Преснухина,—

М.: Машиностроение, 1974, с. 180, рис. 93.

Патент ГДР

N 126381, кл. G 01 D 5/245, 1977. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ И

УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Дель изобретения — повыше„.,5U„„1714361 А1 ние разрешающей способности. При перемещении измерительного растра 3 относительно индикаторных растров. 2.1...2.п, освещаемых осветителями 1.1...1.п, на выходе фотоприемников 4.1„.4.п формируются электрические сигналы. Фазосдвигающие цепи 6.2...6.п обеспечивают равномерный фазовый сдвиг электрических сигналов в пределах одного периода. Нуль-органы

7.1...7.п формируют информационные сигналы при переходе через ноль входных электрических сигналов. Блоки 8.1...8.п выделения экстремумов формируют информационные сигналы при переходе через максимальные и минимальные значения входных электрических сигналов. 2 ил.

1714361

30

Изобретение относится к измерительнойтехнике и может быть использовано при построении растровых преобразователей перемещения.

Известен способ измерения линейных и угловых перемещений, заключающийся в том, что формируют с помощью фотоэлектрических растровых сопряжений электрические сигналы, один из элементов растровых сопряжений связан с объектом, элементы растровых сопряжений располагают так, чтобы при перемещении объекта фазы формируемых электрических сигналов были равномерно смещены в пределах периода одного из электрических сигналов, формируют из электрических сигналов прямоугольные сигналы, передние и задние фронты которых формируют в моменты времени, соответствующие переходу через ноль электрических сигналов, по числу сформированных фронтов прямоугольных сигналов судят о величине линейного или углового перемещения объекта.

Недостатком способа является ограниченная разрешающая способность, вызван. ная формированием прямоугольных сигналов только в моменты времени, соответствующие переходу через ноль электрических сигналов, Целью изобретения является повышение разрешающей способности.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения линейных и угловых перемещений, заключающемуся в том, что формируют с помощью фотоэлектрических растровых сопряжений электрические сигналы, один из элементов растровых сопряжений связывают с объектом, элементы растровых сопряжений располагают так, чтобы при перемещении объекта фазы формируемых электрических сигналов были равномерно смещены в пределах периода одного из электрических сигналов, формируют из электрических сигналов прямоугольные сигналы, передние и задние фронты которых формируют в моменты времени, соответствующие переходу через ноль электрических сигналов, по числу сформированных фронтов прямоугольных

1 сигналов судят о величине линейного или углового перемещения объекта, формируют дополнительные прямоугольные сигналы, передние и задние фронты которых форми руют в моменты времени, соответствующие переходу через максимальные и минимальные значения электрических сигналов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов, формируемых на выходах отдельных блоков устройства, Устройство содержит фотоэлектрические растровые системы, выполненные в виде оптически связанных осветителей 1.1;

1 2; ...; 1.п, индикаторных растров 2.1; 2,2;

„.; 2,п, измерительного растра 3, связанного с объектом, фотоприемников 4,1; 4,2; ... 4,п, усилителей 5,1; 5.2; „,: 5.п, входы которых подсоединены к фотоприемникам 4,1; 4,2; ...; 4.п, фазосдвигающих цепей 6.2; 6.3; ...;

6.п, нуль-органов 7.1; 7.2; ...; 7.п, вход нульоргана 7.1 подключен к выходу усилителя

5.1, входы нуль-органов 7.2...7.п подключены к выходам фазосдвигающих цепей 6.2;

6,3; ...; G.n, блоки 8.1; 8,2;,.„8.п выделения экстремумов, вход блока 8,1 выделения экстремумов подключен к выходу усилителя

5,1, входы блоков 8,2; ...; 8.п подключены к выходам фазосдвигающих цепей 6.2; 6.3; ...;

6.п.

Способ реализуется следующим образом.

Потоки излучения, формируемые осветителями 1.1; 1,2; ...; 1.п, проходят индикаторные растры 2.1; 2.2; ...; 2,п, измерительный растр 3 и падают на фотоприемники 4.1; 4.2; ...; 4.п При перемещении измерительного растра 3. связанного с объектом, на выходе фотоприемников 4,1;

4.2; ...; 4.п формируются электрические сигналы, усиливаемые усилителями 5.1; 5.2; ...;

5.п. На выходе усилителей 5.1; 5.2; ...; 5.п формируются электрические сигналы, форма которых близка к синусоидальной. Индикаторные растры 2.1; 2.2;,.„2.п смещены друг относительно друга на часть периода растра, нанесенного на них, С помощью фазосдвигающих цепей 6.2; 6,3; ... 6.п осуществляется дополнительное равномерное смещение фаз электрических сигналов, формируемых на их выходах в пределах одного периода и относительно электрического сигнала, формируемого на выходе усилителя 5.1.

Нуль органы 7.1; 7.2; ...; 7.п формируют прямоугольные сигналы при переходе через ноль электрических сигналов, поступающих на их входы. Блоки 8.1; 8.2; ... 8.п выделения экстремумов формируют прямоугольные сигналы при переходе электрических сигналов, поступающих на их входы, через максимальные и минимальные значения.

По числу передних и задних фронтов прямоугольных сигналов, формируемых на выходах нуль-органов 7.1; 7.2; ... 7 и и блоков 8.1; 8.2; ... 8,п выделения экстремумов судят о величине перемещения измерительной решетки 3, т.е, объекта, 1714361

Фцг2

Составитель А.Новиков

Редактор В,Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор А,Осауленко

Заказ 682 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Использование предлагаемого способа позволяет повысить разрешающую способность в два раза за счет использования информации, содержащейся в электрическом сигнале, при его переходе через максимальные и минимальные значения, Формула изобретения

Способ измерения линейных и угловых перемещений, заключающийся в том, что формируют с помощью фотоэлектрических растровых сопряжений электрические сигналы. один из элементов растровых сопряжений связывают с объектом, элементы растровых сопряжений располагают так, чтобы при перемещении объекта фазы формируемых электрических сигналов были равномерно смещены в пределах периода одного из электрических сигналов, формируют из электрических сигналов прямоугольные сигналы, передние и задние фронты которых формируют в моменты вре5 мени, соответствующие переходу через ноль электрических сигналов, по числу сформированных фронтов прямоугольных сигналов судят о величине линейного или углового перемещения объекта, о т л и ч а ю-

10 шийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, формируют дополнительные прямоугольные сигналы, передние и задние фронты которых формируют в моменты времени, соответст15 вующие переходу через максимальные и минимальные значения электрических сигналов.