Устройство для измерения положения объекта

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА, содержащее оптически связанные источник света, прямоугольную диафрагму, проекхщонный , и приемный объективы,.оптические оси которых расположены наклонно и симметрично относительно нормали к поверхности объекта, дифференциальньй фотодиод,- дифференциальный усилитель , отличающееся теп, что, с целью повышения точности измерения , оно снабжено двумя операционными усилителями,неинвертирующие входы которых подключены к анодам шш катодам дифференциального фотодиода, инвертирукщие входы операционных усилителей соединены с их выходами и входами дифферешщального усилителя. ё (Л s| lu 41|| а

„„SU„„1174746

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц,: - /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ йа,. „.

"° 4Л1; -„..

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

re ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

-г (21) 3683709/24-28 (22) 28.12.83 (46) 23.08.85. Бюл. В 31 (72) С.С.Михейкин, И.А.Прошин и А.А.Сарвин (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (53) 531. 717 (088.8) (56) Заявка ФРГ к 3110644, кл. G 01 В 11/02, 1980.

Заявка ФРГ к 3151800, кл. С 01 В 11/00, 1983. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОЛОЖЕНИЯ. ОБЪЕКТА, содержащее оптически связанные источник света, прямоугольную диафрагму, проекционный и приемный объективы,.оптические оси которых расположены наклонно и симметрично относительно нормали к поверхности объекта, дифференциальный фотодиод,- дифференциальный усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я те 1, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено двумя операцион.ными усилителями,неинвертирующие вхо- . ды которых подключены к анодам или катодам дифференциального фотодиода, инвертирукяцие входы операционных усилителей соединены с их выходами и входами дифференциального усилителя.

1174?46

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения положения объектов, имеющих отражающую поверхность. S

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства,,10

Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, прямоугольную диафрагму 2, проекционный объектив 3, приемный объектив 4, дифференциальный фотодиод 5, операционные 1% усилители 6 и 7, неинвертирующие входы которых подключены к анодам дифференциального фотодиода 5,.инвертирующие входы операционных усилителей

6 и 7 соединены с их выходами, диф- 20 ференциальный усилитель 8, входы которого подключены к выходам операционных усилителей 6 и 7.

Измеряется положение объекта 9.

Устройство раббтает следующим 25 образом.

Прямоугольная световая марка, сформированная с помощью источника .1 света, прямоугольной диафрагмы 2 и проекционного объектива 3 проеци- .щ руется на отражающую поверхность . объекта 9.

Отраженные от поверхности объекта

9 пучки лучей цопадают в приемный объектив 4, осуществляющий построе- д ние изображения световой марки в плоскости установки дифференциального фотодиода 5, работающего в режиме холостого хода с высокоомной нагрузкой в виде неинвертирующих входов опера- ф ционнык усилителей 6 и 7, охваченных

° 1007 -ной обратной связью по напряжению.

Выходные сигналы с операционных усилителей 6 и. 7 поступают на входы 45 дифференциального усилителя 8.

В исходном положении объекта 9 прямоугольное изображение световой марки расположено симметрично отно1

Составитель

Техред. О. Нец сительно фоточувствительных площа док дифференциального фотодиода 5.

Напряжения, формируемые дифференциальным фотодиодом 5, равны одно другому, и напряжение на выходе дифференциального усилителя 8 равно нулю.

При перемещении объекта 9 происходит перемещение изображения световой марки по поверхности дифференциального фотодиода 5, на его выходах формируются напряжения различной велнчины, которые повторяются операционными усилителями 6 и 7 и вычитаются одно из другого дифференциальным усилителем 8, на,выходе которого формируется сигнал, связанный с величиной перемещения объекта 9.

Величина перемещения объекта 9 определяется выражением

h = v c cos А г .ехр — — -)+ 1 к Пф1 кт) где h - величина перемещения объек та 9; —. линейное увеличение приемного объектива 4; с — полуширина изображения марки в плоскости дифференциального фотодиода 5; а — угол между оптическими ося ми объективов 3 и 4 и нормалью к поверхности объекта 9; е — заряд электрона;

К вЂ” постоянная. Больцмана;

Т вЂ” абсолютная температура;

Ug — напряжение на выходе дифференциального усилителя 8.

Изменение величины световых потоков, падающих на светочувствительные площадки дифференциального фотодиода

5, из-за изменения, например, отража-. ющей способности поверхности объекта.

9 приводит к изменению напряжений холостого хода на. фотодиоде 5 по логарифмической зависимости. При этом напряжение на выходе дифференциального усилителя 8 не изменяется.

Т.Айсин

Корректор М.Самборская

Редактор О.Черниченко

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Заказ 5170/41 Тираж 651

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

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