Фотоэлектрический измерительный преобразователь перемещений

 

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, содержащий последовательно расположенные осветитель , подвижныйИ неподвижный измерительные растры нулевого положения, выполненные в виде нескольких окон с переменным шагом, и фотоприемники, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерений, окна растра нулевого положения расположены в виде кодовой симметричной маски, состоящей из нечетного числа

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) С 01 В 11/00 Р""»

) (I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СХЛ tYj

ЧРиг У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3366868/25-28 (22) 21.12.81 (46) 30..09.83. Вюл. 9 36 (72) Л.И.Герберене, Р-Т.К.Дзетавяцкас, Л.И.Кулис и В.И.Минцерис (71) Вильнюсский филиал Экспериментального научно-исследовательского института металлорежущих станков (53) 531.715.27(088.8) .(56) 1. авторское свидетельство СССР

9 821913, кл. G 01 В 11/26, 1981 . (прототип). (54) (57) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, содержащий последовательно расположенные осветитель, подвижный и не" подвижный измерительные растры нулевого положения, выполненные в виде нескольких окон с переменным шагом, и фотоприемники, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений, окна растра нулевого положения расположены в виде кодовой симметричной маски, состоящей из нечетного числа .(2 п+1) окон, Deb симметрии которой .совмещена с осью симметрии центрального п -го окна, а промежутки между окнами определяются рядом длин

rn = f», 2г,31"... К), К)"...3), 2V ) где r — ширина окна растра нулевого положения, имеющая порядок ширины окна растра; К вЂ” простое число, боль- Е

C шее единицы.

1044967

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных системах станков с устройствами цифровой индикации и программного управления, в координатно-измерительных машинах, Известны фотоэлектрические преобразователи, содержащие подвижную и неподвижную растровые меры, источник света и фотоприемники. Для получения сигнала начала отсчета на неподвижной и подвижной мерах нанесены дополнительно по одному штриху.

Точность отсчета нулевого положения в таких преобразователях невысока, так как находится в прямой зависимости от ширины штриха начала отсчета, а выполнение штриха качала отсчета узким, даже. порядка нескольких шагов основного сигнала создает дополнительные сложности по усилению этого сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является фото- электрический измерительный преобразователь перемещений, содержащий последовательно расположенные осветитель, подвижный и неподвижный измерительные растры и растры нулевого положения, выполненные в виде нескольких окон с переменным шагом, и фото- приемники 1).

Однако известное устройство характеризуется недостаточной точнос— тью измерений, обусловленной невы- 35 сохой точностью канала нулевого положения.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем,pQ что в фотоэлектрическом измерительном преобразователе перемещений, содержащем последовательно расположенные осветитель, подвижный и неподвижный измерительные растры и растры нулевого положения, выполненные в виде нескольких окон с переменным шагом и фотоприемники, окна растра нулевого положения расположены в виде кодовой симметричной маски, состоящей из нечетного числа (2m+1) окон, ось симметрии которой совмещена с осью симметрии центральког@ m-oro окна, а промежутки . между окнами определяются рядом длин

М = к, 2 r, 3,... kr, kr... Çr, 2»-, где )" — ширина окна растра нулевого положения, имеющая порядок ширины окна растра; - простое число, большее единицы.

На фиг.1 изображена принципиальная схема. фотоэлектрического преобразователя перемещений; на фиг.2 измерительный и нулевой растры; на фиг.3 — получаемый нулевой сигнал.

Преобразователь содержит последовательно расположенные осветитель 1, подвижную растровую меру 2, связанную с перемещаемым объектом, неподвижную растровую меру 3, информационные фотоприемники 4 и фотоприемник 5 нулевого положения, при этом ка обеих растровых мерах 2 и 3 выполнены измерительный растр 6 и растр 7 нулевого положения (фиг.2).

Растры 7 нулевого положения выполнены в виде нескольких окон с переменным шагом, расположенных в виде кодовой симметричной маски, состоящей из нечетного числа (2щ+1) окон, ось симметрии которой совмещена с осью симметрии центрального

m-го окна, а промежутки между окнами определяются рядом длин m

2 ", 3ã... Kr, l(r... 3r, 2r, где )"- ширина окна растра нулевого положения, имеющая порядок ширины окна, — простое число, большее единицы.

Преобразователь работает следующим образом.

Осветитель 1 освещает измерительный растр 6 и растр 7 нулевого положения, выполненный в виде кодовой симметричной маски на подвижной растровой мере 2. Такой же измерительный растр и растр нулевого положения нанесены на неподвижную растровую меру 3. При перемещении подвижной растровоймеоы 2 относительно неподвижной меры 3 происходит сопряжение растров и масок.

С информационных фотоприемников 4 снимаются основные информационные сигналы, несущие информацию об измеряемом перемещении. При сопряжении растров 7 нулевого положения образуется сигнал нулевого положения на фотоприемнике 5.

Эффект улучшения точности достигается тем, что переменный шаг окон кодовой симметричной маски растра нулевого положения подчиняется закономерности, при которой промежутки между окнами, начиная с первого, определяются следующим рядом длин

1r, 2, 3r,, К1, КГ..., 3)-„2 ; 1, где " — шаг окна растра нулевого по" ложекия; 1 — простое число.

При такой закономерности параметры сигнала нулевого положения сбответствуют требованиям к. нулевому сигналу сигнала нулевого голожения.

Таким образом, в изобретении за счет выполнения растра нулевого положекия укаэанным образом точность и надежность (помехоустойчивость) измерений повышается в результате увеличения самой амплитуды нулевого сигнала и его превышения над паразиткым сигналом, т.е. имеет место улучшение качества сигнала отношение сигнал-помеха, а значит и улучшение метрологических параметров измеряемого положения.

10449б7

Составитель С. Грачев

Редактор Н.Стащишина Техред A.Áàáèíeö Корректор О.Билак Заказ 7533/38 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППЛ "Патент", r. ужгород, ул, Проектная, 4