Устройство регулирования скорости для фурье-спектрометра

 

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ДЛЯ ФУРЬЕ-СПЕКТРОМЕТРА, со .держащее эталонный генератор, привод каретки подвижных зеркал интерферометров сигнального и контрольного каналов, а также подключенный к выходу интерферометра контрольного канала усилитель-Формирователь, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит связанный с выходом усилителя-формирователя рас , пределитель импульсов, подключенные к, его первому и второму выходам первыми входами соответственно первый и второй преобразователи длительность импульса - код, к вторым входам крторых подключен выход эталонного гене ратора , а также первый и второй преобразователи код - длительность импульса и соединенный .первым и вторым входами с их выходами сумматор, выходом подключенный к входу привода каретки подвижных зеркал интерферометров , причем выход эталонного генератора связан с первыми входами первого и второго преобразователей код - длительность импульса вторые входы которых соединены о вторым и j первым выходами распределителя им (Л пульсов соответственно,.а третьи вхо ды первого и второго преобразователей код - длительность импульса соединены с выходами первого и второго преобразователей длительность импуль-а са - код соответственно. .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(51) G 05 D 13 62

У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ

* юзА)(() (;,„, ЕК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3535257/18-24 (22) 10.01. 83 (46) 30.08. 84. Бюл. Р 32 (72) Н.И.Эаец и A.Т.Уваров (53) 50 (088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 524074, кл. G 05 D 13/00, 1976.

2.. Устройство стабилизации скорос. ти. - Оптико-r.àõàíè÷eñêàÿ промышленность, 1981, 9 3, с. 8 (прототип) . (54) (57) YCTPOACTВО РЕГУЛИРОВАНИЯ

СКОРОСТИ ДЛЯ ФУРЬЕ-CIIEKTPONETPA, со.держацее эталонный генератор, привод каретки подвижных зеркал интерферометров сигнального н контрольного каналов, а также подключенный к выходу интерферометра контрольного канала усилитель-формирователь, о т-. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит связанный с выходом усилителя-формирователя распределитель импульсов, подключенные к его первому и второму выходам первыми входами соответственно первый и второй преобразователи длительность импульса — код, к вторым входам кото рых подключен выход эталонного генератора, а также первый и второй преобразователи код — длительность импульса и соединенный .первым и вторым входами с их выходами сумматор, выходом подключенный к входу привода каретки подвижных зеркал интерферометров1 причем выход эталонного генератора связан с первыми входами первого и второго преобразователей код - длительность импульса, вторые входы которых соединены с вторым и е первым выходами распределителя импульсов соответственно, а третьи вхо-. / ды первого и второго преобразователей код - длительность импульса сое- С динены с выходами первого и второго преобразователей длительность импуль- Я са - код соответственно.

1111138

Изобретение относится к системам автоматического регулирования, предназначенным для линейного перемещения с заданной скоростью, и может быть использовано для перемещения с постоянной скоростью зеркала интерферо- 5 метра в быстросканирующем фурьеспектрометре.

Известна интерферометрическая система сканирования, содержащая трехканальный интерферометр типа Майкель-!О сона с контрольным каналом монохрома тического излучения, электромехани— ческий привод, подвижное зеркало, генератор пилообразного напряжения, . аналогоный сумматор, электрический (5 фильтр, устройство упранления, высокочастотный эталонный генератор им,пульсон, счетчик импульсов, цифровой фаэочастотный компаратор Ш .

Однако эта система сканирования с электромеханически1ч приводом предназначена дпя интерферометров, имеющих ограниченную разрешующую способность, и характеризуется неравномерностью движения сканирующего зерка" ла,в условиях вибраций, что обусловлено ограниченным быстродействием.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ус ройство стабилизации скорости, содержащее привод каретки подвижных зеркал интерферометров сигнального и контрольного каналов, усилительформирователь контрольного канала, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), счетчик импульсов, эталонный 35 генератор и регистр t2)

Недостатками известного устройства являются ограниченная скорость реагирования на уход фазы контрольного канала, а также перерегулирование 40 привода.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство регулирования ско- 45 рости для Фурье-спектрометра, содержащее эталонный генератор, привод каретки подвижных зеркал интерферометров сигнального и контрольного каналов а также подключенный к..выходу 50 интерферометра контрольного канала усилитель-формирователь, введены связанный с выходом усилителяформирователя распределитель импульсов, подключенные к его первому и второму выходам первыми входами со" ответственно первый и второй преобразователи длительность импульса— код, к вторым входам которых подключен выход эталонного генератора, а также первый и второй преобразонатели50 код - длительность импульса и, соединенный первым и вторым входами с иХ выходами сумматор, выходом подключенный к входу привода каретки под-, вижных зеркал ннтерферометров, при- 65 чем выход эталонного генератора связан с первыми входаьи первого и второго преобразователей код — дли-. тельность импульса, вторые входы которых соединены с вторым и первым выходами распределителя импульсов соответственно, а третьи входы первого и второго преобразователей код — длительность импульса соединены с выходами первого и второго преобразователей длительность импульса код соответственно.

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг; 2 — эпюры напряжений в различных точках устройства.

Устройство содержит привод 1 каретки подвижных зеркал, интерферометр 2 сигнального канала, интерферометр 3 контрольного канала, усилитель-формиронатель 4,распределитель

5 импульсов,первый 6 и второй 7преобразонатели длительность импульса "код, эталонный генератор 8,первый 9 и второй

10 преобразователи код — длительность импульса и сумматор 11.

На фиг. 2 приняты следующие обоз начения: а — напряжение на выходе усилителя-формирователя 4; б и в— напряжение на,ныходах распределите-I. ля импульсов1 r и д — напряжение на выходах преобразователей 9 и 10.

Под действием основного. управляющего сигнала, обозначенного отдельной стрелкой (фиг. 1) к приводу 1 каретки подвижных зеркал интерферо-. метров сигнального 2 и контрольного

3 каналов, на выходе интерферометра

3 возникают гармонические колебания, поступающие в усилитель-формирователь 4, который формирует импульсы, поступающие н распределитель 5 импульсов, который управляет преобразователями 6 и 7, открывая их для прохождения импульсов эталонного генератора 8. Коды результатов сравнения и знаки кодов с преобразователей 6 и 7 поступают на соответствующие входы преобразователей 9 и 10, где под дейстнием управляющих импульсов распределителя 5 импульсов и импульсов эталонного генератора 8 формируются управляющие импульсы рассогласонания, которые суммируются сумматором 11 и подаются на управление приводом 1 каретки подвижных зеркал.-., Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы с пульта управления или от ЗВМ задается код числа (фиг. 1, Код ) на установочные входы Преобразователей 6 и 7.

Код числа сОответствует доле периода выбранной частоты интерферометра

3 контрольного канала, заполненного импульсами эталонного генератора

8. После включения Фурье-спектрометра на выходе интерферометра 3 конт1111138 рольного канала возникают гармонические колебания, иэ которых усилитель-формирователь 4 формирует короткие импульсы, период которых равен доле. периода гармонических колебаний, например половине (фиг. 2а) .

Импульсы с выхода усилителя-формирователя 4 поступают, в распределитель

5 импульсов, где формируются импульсы (фиг..2б, в) управления преобразо. вателями 6 и 7 и преобразователями

9 и 10.Причем если в один полупериод частоты контроль ного ха нала импульс управления поступает на преобразователь 6, то этот же импульс управляет преобразователем 10, формирующим импульс по коду, принятому от преобразователя 7 и равному результату сравнения в предыдущий полупериод (фиг. 2 r,ä) . И наоборот, импульс, управляющий преобразователем 7, управляет преобразователем 9. Широтно-модулированные таким образом импульсы рассогласования поступают на сумматор 11 и суммируются. Если эти импульсы короткие, то, проходя сумматор 11, они дополнительно модулируются и по амплитуде за счет конечности его полосы иропускания. Точность результатов сравнения преобразователями 6 и 7 и преобразователями и 10„ обеспечивается высокочас:«тотным эталонным генератором 8.

Таким образом, на управление приводом 1 каретки подвижных зеркал пос" тупают широтно-амплитудно-модулирован-. ные импульсы рассогласования частоты кснтрЬльного канала от заданной частоты. Это позволяет устойчиво отслеживать отклонения от заданной скорости сканирования подвижного зеркала Фурье-спектрометра в условиях ,повышенных вибрациЯ, так как увеличивается скорость регулирования устрой15 ства регулирования на возмущения.

Постоянство скорости подвижного зеркала обуславливает высокую фотометрическую точность Фурье-спектрометра.

Устройство регулирования скорости является универсальным для различных типов преобразователей перемещения с различными подвесками подвижного зеркала (на воздушном подшипнике, подпружиненном подвесе), что уменьшает затраты на разработку и изготовление систем сканирования с высокими эксплуатационными параметрами .

lllll38 фиг. 2

Составитель Л.Птенцова

Редактор М. Петрова Техред Т.дуби ноак Корректор М. Макснмишинец

Ф

Заказ б309/38 Тираж 841 Подписное

ЭНИИПИ 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