Способ определения перемещений объекта и оптоэлектронный преобразователь перемещений для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений линейных перемещений или деформаций. Формируют световое пятно на фотопреобразователе с четырьмя светочувствительными площадками и измеряют выходные сигналы с них. Выходные сигналы коммутируют, усиливают, преобразуют в цифровой код и обрабатывают в процессоре. Вычисляют координаты центра светового пятна нечетными статическими характеристиками преобразования в виде полинома, степень которого определяют в зависимости от остаточной суммы квадратов аппроксимации, в которых значения коэффициентов и их количество определяют экспериментально на этапе калибровки и метрологической аттестации устройства для определения перемещения, которое состоит из последовательно расположенных источника оптического излучения, диафрагмы, механизма перемещения с фотопреобразователем, последовательно соединенным с коммутатором, усилителем, аналого-цифровым преобразователем, процессором и интерфейсом. Выходы фотопреобразователя соединены через сумматор со стабилизатором оптической мощности, который подключен к источнику питания. Количество входов коммутатора и сумматора соответствует числу светочувствительных площадок фотопреобразователя. Обеспечены повышение надежности и долговременной стабильности метрологических характеристик, небольшая стоимость устройства, простота в реализации. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть) Те

Формула изобретения

1. Способ определения перемещений объекта, включающий преобразование светового потока, который поступает на фотоприемник, в пропорциональный по освещенности фототок, поступающий на аналого-цифровой преобразователь, где фототок преобразуют в цифровой код, по которому производят расчет перемещения, отличающийся тем, что формируют световое пятно на светочувствительных площадках фотопреобразователя, фототок коммутируют, усиливают, а затем преобразуют на аналого-цифровом преобразователе в цифровой код, поступающий на процессор, вычисляющий параметры t_x, t_y по формулам

где F_а, F_b, F_с, F_d - выходные сигналы, величина которых пропорциональна величине световых потоков, падающих соответственно на светочувствительные площадки а, b, с, d фотопреобразователя, и по найденным значениям вычисляют координаты смещений центра светового пятна в системе координат, связанной с фотопреобразователем, при этом абсциссу Х и ординату Y центра светового пятна определяют нечетными статическими характеристиками преобразования f(t_x) и f(t_y) соответственно в виде полинома, степень которого определяют в зависимости от остаточной суммы квадратов аппроксимации

где а₀, a₁, a₂, ....- постоянные коэффициенты, значения которых и их количество определяют экспериментально на этапе калибровки и метрологической аттестации устройства для определения перемещения.

2. Оптоэлектронный преобразователь перемещений объекта, содержащий последовательно расположенные источник оптического излучения, диафрагму, фотопреобразователь, имеющий светочувствительные площадки, усилитель, вычислитель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит коммутатор, сумматор, аналого-цифровой преобразователь, стабилизатор оптической мощности, интерфейс, механизм перемещения, на котором расположен фотопреобразователь, который своими выходами электрически соединен с коммутатором, выход которого подключен к усилителю, последовательно соединенному с аналого-цифровым преобразователем, вычислителем, в качестве которого использован процессор, и интерфейсом, кроме того, выходы преобразователя соединены через сумматор со стабилизатором оптической мощности, к которому подключен источник оптического излучения, количество выходов коммутатора и входов сумматора соответствует числу светочувствительных площадок фотопреобразователя.

3. Оптоэлектронный преобразователь перемещений по п.2, отличающийся тем, что он выполнен из двух пространственно разнесенных частей - первичного преобразователя, состоящего из источника оптического излучения, диафрагмы, механизма перемещения с фотопреобразователем, имеющем светочувствительные площадки, и вторичного преобразователя - из коммутатора, аналого-цифрового преобразователя, процессора, интерфейса, сумматора, стабилизатора оптической мощности.

4. Оптоэлектронный преобразователь перемещений по п.2 или 3, отличающийся тем, что механизм перемещения выполнен однокоординатным.

5. Оптоэлектронный преобразователь перемещений по п.2 или 3, отличающийся тем, что механизм перемещения выполнен двухкоординатным.

6. Оптоэлектронный преобразователь перемещений по п.2 или 3, отличающийся тем, что светочувствительные площадки фотопреобразователя выполнены на единой подложке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15