Устройство фиксации положения объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для фиксации пространственного положения объекта в заданной точке, а также направления его смещения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет фиксации направления смещения объекта относительно среднего положения. Источник 1 света формирует пучки лучей, проходящие через неподвижный элемент 2 с нанесенными штриховыми решетками 3, 4 с изменяющейся пространственной частотой и подвижный элемент 5 с нанесенной штриховой решеткой 6 с изменяющейся пространственной частотой и окнами 7, 8. Световые потоки преобразуются основным и дополнительным фотоприемниками 9, 10 в электрические сигналы, разность которых выделяется дифференциальным усилителем 11. При смещении подвижного элемента 5 относительно среднего положения напряжение на выходе дифференциального усилителя имеет определенный знак, который фиксируется индикатором 12 знака перемещения. При прохождении подвижным элементом 5 среднего положения напряжение на выходе дифференциального усилителя 11 изменяет знак. Крутизна сигнала , формируемого на выходе дифференциального усилителя 11, определяется количеством штрихов в щтриховых решетках с изменяющейся пространственной частотой, нанесенных на неподвижный и подвижный элементы. 3 ил. (Л т 2/ I/ Uff ff ff ff // tc 41 :о 00 оэ 1Z ф|У./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 G 01 В 2!/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3789117/24-28 (22) 13.09.84 (46) 07.08.86. Бюл. № 29 (72) Л. Н. Пивоварова, Ю. М. Голубовский, И. В. Новикова и Ж. К. Афанасьева (53) 531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 887929, кл. G 01 В 21/00, G 01 В 11/14, 1979.

Заявка Франции № 2.335.825, кл. G 01 В 11/14, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для фиксации пространственного положения объекта в заданной точке, а также направления его смещения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет фиксации направления смещения объекта относительно среднего положения. Источник 1 света формирует пучки лучей, проходящие через неподвижЯ0„» 1249331 А1 ный элемент 2 с нанесенными штриховыми решетками 3, 4 с изменяющейся пространственной частотой и подвижный элемент 5 с нанесенной штриховой решеткой 6 с изменяющейся пространственной частотой и окнами 7, 8. Световые потоки преобразуются основным и дополнительным фотоприемниками 9, 10 в электрические сигналы, разность которых выделяется дифференциальным усилителем 11. При смещении подвижного элемента 5 относительно среднего положения напряжение на выходе дифференциального усилителя имеет определенный знак, который фиксируется индикатором 12 знака перемещения. При прохождении подвижным элементом ", среднего положения напряжение на выходе дифференциального усилителя 11 изменяет знак. Крутизна сигнала, формируемого на выходе дифференциального усилителя 11, определяется количеством штрихов в штриховых решетках с изменяющейся пространственной частотой, нанесенных на неподвижный и подвижный элементы. 3 ил.

1249331

Формула изобретения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для фиксации пространственного положения объекта в определенной точке, а также направления его смещения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет фиксации направления смещения объекта относительно среднего положения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — расположение штриховых решеток и окон на неподвижном и подвижном элементах; на фиг. 3 — сигнал, снимаемый с выхода дифференциального усилителя.

Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, неподвижный элемент

2 с нанесенными на него основной 3 и дополнительной 4 штриховой решетками с изменяющейся пространственной частотой, подвижный элемент 5, с нанесенной на него штриховой решеткой 6 с изменяющейся пространственной частотой и двумя прозрачными окнами 7 и 8, нанесенными на противоположные стороны подвижного элемента 5 и смещенные относительно середины протяженной стороны штрихов по разные стороны, основной 9 и дополнительный 10 фотоприемники, дифференциальный усилитель

11, входы которого подключены к основному 9 и дополнительному 10 фотоприемникам, индикатор 12 знака перемещения, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя 11.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 света формирует поток излучения, направляемый на неподвижный 2 и подвижный 5 элементы.

Пучки лучей, проходя основную и дополнительную штриховые решетки 3, 4, нанесенные на неподвижный элемент 2, и штриховую решетку б, нанесенную на подвижный элемент 5, попадают на основной 9 и дополнительный 10 фотоприемники, сигналы с которых поступают на входы дифференциаль ного усилителя 11.

При смещении подвижного элемента 5 относительно среднего положения сигнал на выходе одного из фотоприемников 9 и

10 больше сигнала на выходе другого фотоприемника за счет того, что пучки лучей проходят через одно из прозрачных окон 7 и 8, нанесенных на подвижный элемент 5 (фиг. 3).

На выходе дифференциального усилителя 11 формируется сигнал определенной полярности, которая индицируется индикатором 12 знака перемещения. Полярность напряжения характеризует направление смещения подвижного элемента 5 относительно среднего положения.

При подходе подвижного элемента 5 к среднему положению резко возрастает сиг15

Зо

55 нал на выходе одного из фотоприемников 9 и 10 за счет наложения друг на друга штриховых решеток с изменяющейся пространственной частотой, нанесенных на неподвижный 2 и подвижный 5 элементы (фиг. 3) .

При совмещении подвижного элемента 2 со средним положением напряжение на выходе дифференциального усилителя 11 становится равным нулю, а при дальнейшем перемещении подвижного элемента 5 относительно неподвижного элемента 2 изменяет знак.

Момент перехода через нуль напряжения, формируемого на выходе дифференциального усилителя 11, характеризует момент прохождения подвижного элемента 5 через среднее положение, а изменение полярности напряжения, формируемого на выходе дифференциального усилителя 11, характеризует направление перемешения.

Устройство фиксации положения объекта, содержащее оптически связанные источник света, неподвижный элемент с нанесенной основной штриховой решеткой с изменяющейся пространственной частотой, подвижный элемент с нанесенной штриховой решеткой с изменяющейся пространственной частотой, основной фотоприемник, блок обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет фиксации направления смещения объекта относительно среднего положения, оно снабжено дополнительной штриховой решеткой с изменяющейся пространственной частотой, нанесенной на неподвижный элемент„суммарная длина штрихов основной и дополнительной решеток, нанесенных на неподвижный элемент, меньше или равна длине штрихов решетки, нанесенной на подвижный элемент, дополнительным фотоприемником, блок обработки сигнала выполнен в виде дифференциального усилителя, входы которого подключены к основному и дополнительному фотоприемникам, индикатора знака перемещения, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя, на противоположные стороны подвижного элемента нанесены два прозрачных окна, начало которых совпадает с крайними штрихами штриховой решетки, нанесенной на подвижный элемент, длина окон равна диапазону перемещения объекта от среднего положения, ширина окон меньше или равна половинне длины штрихов, окна смещены относительно середины протяженной стороны штрихов по разные стороны, основной и дополнительный фотоприемники оптически связаны с основной и дополнительной штриховыми решетками, нанесенными на неподвижный элемент.

1249331

Составитель Т. Лйсин

Редактор М. Бланар Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 4223/40 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1 крытнй

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4