Устройство для измерения перемещений объекта

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА, содержащее оптически связанные источник света, подвижный элемент с нанесенной измерительной решеткой и штрихом начала отсчета, неподвижный элемент с нанесенными четырьмя индикаторными решетками, сдвинутыми одна относительно другой на четверть периода растра, и штрихом начала отсчета , четыре фотоприемника, оптически связанных с индикаторными решетками, дополнительный фотоприемник , оптически связанный с штрихом начала отсчета, нанесенным на неподвижный элемент, блок выделения сигналов, входы которого подключены к четьфем фотоприемникам, логический элемент И, первый вход которого подключен к стробирующему выходу блока вьщеления сигналов, отличающееся тем, что, с целью повьшгения быстродействия, § оно снабжено сумматором, входы которого подключены к двум фотопри (Л емникам, оптически связанным с индикаторными решетками, сдвинутыми одна относительно другой на четверть периода растра, компаратором, входы которого подключены к дополнительному фотоприемнику и выходу сумматора, выход компаратора сю соединен с вторым входом логическоо го элемента И. О) QD

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (1)4 С 01 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3683467/24-28 (22) 02 ° 01.84 (46) 23.09.85. Бюл. - 35 (72) И.Ф. Тришечкин, А.С. Федотов, и Ф.С. Пронина (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (53) 531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 466381, кл. G 01 В 21/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

У 887929, кл. G 01 В 21/00, G 01 В 11/14, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА, содержащее оптически связанные источник света, подвижный элемент с нанесенной измерительной решеткой и штрихом начала отсчета, неподвижный элемент с нанесенными четырьмя индикаторными решетками, сдвинутыми одна относительно другой на четверть периода растра, и штрихом начала отсчета, четыре фотоприемника, оптически связанных с индикаторными решетками, дополнительный фотоприемник, оптически связанный с штрихом начала отсчета, нанесенным на неподвижный элемент, блок выделения сигналов, входы которого подключены к четырем фотоприемникам, логический элемент И, первый вход которого подключен к стробирующему выходу блока выделения сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено сумматором, входы которого подключены к двум фотоприемникам, оптически связанным с индикаторными решетками, сдвинутыми одна относительно другой на четверть периода растра, компаратором, входы которого подключены к дополнительному фотоприемнику и выходу сумматора, выход компаратора соединен с вторым входом логического элемента И.

694 2

Параллельные пучки лучей, сформированные источником 1 света и лин зой 2, проходят растровые сопряжения, образованные измерительной 4 и индикаторными 7 — 10 решетками.

При перемещении подвижного элемента 3 относительно неподвижного элемента 6 на выходах фотоприемников 12 — 15 формируются электрические сигналы синусоидальной формы (фиг. 20 и ь ), которые усиливаются усилителями 18 — 21 и поступают на входы компараторов 22 и 23, на выходах которых формируются сигналы прямоугольной формы (фиг. 2 и Ъ ), сдвинутые друг относительно о друга на 90, усиливающиеся усилителями 26 и 28 мощности, инвертирующиеся инверторами 24 и 25 и усиливающиеся усилителями 27 и 29 мощности, С выходов усилителей 26 — 29 мощности импульсы, количество которых пропорционально величине перемещения подвижного элемента 3 относительно неподвижного элемента 6, поступают на выход устройства.

При совмещении штриха 5 начала отсчета, нанесенного на подвижный элемент 3, с штрихом 11 начала отсчета, нанесенного на неподвижйый элемент 6, на выходе дополнительного фотоприемника 16 формируется электрический сигнал, который усиливается усилителем 35 и поступает на первый вход компаратора 36. пользовано в растровых датчиках линейных и угловых перемещений.

Целью изобретения является повышение быстродействия измерений.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 †. временные диаграммы его работы. 10

Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, линзу подвижный элемент 3 с нанесенной измерительной решеткой 4 и штрихо« 5 начала отсчета, неподвижный элемент 6 с нанесенными индикаторными решетками 7 — 10, сдвинутыми друг относительно друга на четверть периода растра, и штрихом 11 начала отсчета, фотоприемники 12

i5, оптически связанные с индикаторными решетками 7 - 10, дополнительный фотоприемник 16, оптически связанный с штрихом 11 начала от-. счета, блок 17 выделения сигналов, состоящий из усилителей 18 — 21, входы которых подключены к фотопри мникам 12 — 15, компараторов 22 и 23, входы которых подключены к выходам усилителей 18 — 21, инверторов 24 и 25, входы которых подклюЗО чены к выходам компараторов 22 и 23> усилителей 26 — 29 мощности, входы которых подключены к выходам компараторов 22 и 23 и инверторов 24 и 25, переключателей 30 и 31, входы которых подключены к выходам усилителей 18 — 21, переключателей 32 и 33, входы которых подключены к выходам компараторов 22 и 23 и инверторов 24 и 25, сумматор 34, входы которого подключены к выходам переключателей 30 и 3 1, усилитель 35, вход которого подключен к дополнительному фотоприемнику 16, компаратор 36, входы которого подключены к выходам сумматора 34 и усилителя 35., логический элемент И 37, входы которого подключены к выходам переключателей 32 и 33 и к выходу компаратора 36, инвертор 38, вход которого подключен к выходу логического элемента И 37, усилители 39 и 40 мощности, входы которых подключены к выходу логического элемента И 37 .и к выходу инвертора 38.

1 1180

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исУстройство работает следующим образом.

На входы сумматор а 34 ч ер е з пер еключатели 30 и 31 поступают сигналы с выходов усилителей 18 и 20 или 19 и 21. На выходе сумматора 34 формируется сигнал, сдвинутый на 225 относительно сигнала на выходе усилителя 18 (фиг. 23), который поступает на второй вход компаратора 36. Сигнал с выхода компаратора 36 (фиг. 2e) поступает на вход логического элемента И 37, на входы которого также поступают стробирующие сигналы через переключатели 32 и 33 с компаратора 22 или 23 и с инвертора 25 или 24.

При совпадении сигналов, поступающих на входы логического элемента И 37, на его выходе формируется сигнал начала отсчета (фиг.2Ж), который усиливается усилителем 39 мошности, инвертируется инвертоз 1 ром 38 и усиливается усилителем 40 мощности.

Сигнал начала отсчета, сформированный на выходах усилителей 39 и

40 мощности, поступает на выход устройства.

Переключатели 30 — 33 устанавливаются в одно из положений в зависимости от знака направления перемещения подвижного элемента 3

180694 относительно неподвижного элемента 6.

Использование предлагаемого устройства повышает быстродействие из" мерений за счет повышения стабильности временного положения сигнала начала отсчета при изменении амплитуд сигналов, снимаемых с фотоприемников.

Г 17

1180694 18 /в а /20 /24

Ugy

Кь

Составитель Т. Айсин

Редактор Л. Гратилло Техред Т.Дубинчак Корректор А. Обручар

Заказ 5909/37 Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4