Способ преобразования перемещений в фазу сигнала

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано , например, в растровых преобразователях при измерениях линейных и угловых величин в различных областях машинои приборостроения. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет увеличения масштаба преобразования. Сущность способа заключается в формировании п-фазной системы сигналов V ,V ,...,V несущей частоты, формировании h -фазной системы измерительных сигналов S ,S , .-. . ,S, фазы которыхимеют последовательно увеличивающиеся задержки от t до t через 2ТТ/П, соответствующие пространственной фазе в и -фазном растровом звене. Сигналы несущей частоты модулируются измерительными сигналами в двух каналах с последующим S суммированием модулированных сигналов на соответствуюодих сумматорах . Таким образом, получаются два сигнала Vj., V, S,+ V R,+.. . . Vla V, . . ., ,последний из которых используется в качестве опорного для первого сигнаtm ,A ла. 3 ил. Ю оо ч Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

m46 О1 В 21/00

1 1

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3958111/24-28 (22) 07.06.85 (46) 30.11.86. Бюл. У 44 (71) Московский ордена Ленина институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (72) В.А.Соломатин, В.А.Цилин и N.Ã.ßêóøåíêîâ (53) 531.777 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- !033867, кл. G 01 В 21/00, 1981.

Фотоэлектрические преобразователи информации. Под ред. Л.Н.Преснухина. M.: Машиностроение, 1974, с.211. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕ-!

11ЕН1Й В ФАЗУ СИГНАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в растровых преобразователях при измерениях линейных и угловых величин в различных областях машино- и приборостроения..Я0„„1273735 А 1

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет увеличения масштаба преобразования.

Сущность способа заключается в формировании и-фаэной системы сигна— лов Ч,V,...,U несущей частоты, формировании -фазной системы измерительных сигналов 8,,8,...,8„, фазы которых имеют последовательно увеличивающиеся задержки от .„ до „ через 211/п, соответствующие пространственной фазе в н -фаэном растровом звене. Сигналы несущей частоты модулируются измерительными сигналами в двух каналах с последующим суммированием модулированных сигналов на соответствующих сумматорах. Таким образом, получаются два сигнала Ч, = Ч, S,+ Ч Б +...+V„h„

2 Я. и Vg<= Ч, S„+ Ч Б,+...+Ч„Б,,последний из которых используется в качестве опорного для первого сигнала. 3 ил.

1273735

15 а его фаза у ранна 9 = +6 .

35

{1+я. sin (g +P )), постоянная составляющая пропускания t --го элемента растрового звена; коэффициент глубины модуля40 ции q.

L где -„, о

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, н растровых преоб -. разователях при измерениях линейных и угловых величин н различных областях машино- и приборостроения.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет увеличения масштаба преобразования.

На фиг.l представлена схема, поясняющая способ; на фиг.2 — один из возможных вариантов устройства, реа— лизующего способ; на фиг.3 — диаграмма, поясняющая работу устройства.

Способ преобразования перемещеI ний в фазу сигнала заключается в следующем (фиг.l).

Формируют и-фазную систему сиг— налов V, несущей частоты.

В частности каждый из сигналов можно представить как:

V = V sin (u)t+,), где Ч вЂ” амплитуда сигнала;

3 — несущая частота;

У вЂ” фаза i-го сигнала, причем

2Tl — — -(i-l), i = 1,2,3,...,и о

Каждый из этих сигналов подвергается амплитудной модуляции в соот— ветствующем 1-ом элементе растрового сопряжения первого канала, имеющем пропускание

21Т

Р = (†-) (-1) п

6 — пространственная фаза растрового сопряжения.

Известно, что в этом случае суммар ный сигнал

VE =.ŠV. = — — V cos(Qt-C)

nm

1 1 2 l

Ф =1 а фаза этого сигнала Ч„-- -9 .

Во втором канале каждый из сигналов

V; подвергается амплитудной модуляции в j-ом элементе растрового сопряжения, пропускание которого равно

6; = 1я t 1+m .. sin (9+6. )) . причем (2 1Т вЂ” 2П (j 1) / n|

j = 1,2,3...,и, или . = . (1+тч.sin(8+ 2_#_- ---" — — ))

2П (-1) о 2

В идеальном случае, когда у . =6; „=->, 11 + m sin (9 — p;)), тогда суммарный сигнал во втором канале можно представить как

nm

V p = — — Vm cos (u)t +В)

Разность фаз сигналов в первом и втором каналах равна т (@

Устройство, реализующее предлагаемый способ (фиг.2), содержит растровое звено 1, осветительную систему

2, приемники излучения 3 — 6, ключи

7 и 7, подсоедиеннные к выходу

t приемника излучения 3, ключи 8 и 8, подсоединенные к выходу приемника

Г излучения 4, ключи 9 и 9, подсоединенные к выходу приемника излуче1 ния 5, ключи 10 и 10, подсоединенные к выходу приемника излучения 6, генератор 11 q -фазной системы импульсных электрических сигналов, упранляющих ключами, сумматоры !2 и 13, входы которых соединены с вы( ходами ключей 7-10 и 7 -10 соответственно, фильтры !4 и 15 и фазоиз меритель 16.

Устройство работает следующим образом.

На выходах приемников 3-6 излучения формируется и-фазная система сигналов S — h (фиг.2 и 3), амплитуды которых определяются положением (перемещением) растрового звена 1, а начальные фазы смещены последовательно на величины 2П/и. Приемники излучения коммутируются генератором 11и -фазного импульсного напряжения Ч вЂ” V одновременно по двум

4 каналам. В первом сигналы Я вЂ” Я комД мутируются в последовательности 1,2, 3 4, а но втором — в последовательности 4,3,2.,1. Это обеспечивается поподключением сигнала 1„ одновременно к ключа"- 7 и 10,V — к ключам

2

1 — к ключам 9 и 8

1 ,к ключам 10 и 7 . На сумматор 12 поступают сигналы, модулированные

3 1 следующим образом: V — сигналом

S,,U — сигналом Я, Ч вЂ” сигналом

2 з

Я, V сигналом Sд . Ha сумматор

13 поступают сигналы, модулированйые в обратном порядке: V„ — сигналом S Ч вЂ” сигналом Я, Ч вЂ” сигналом S u V — сигналом S . На

4 1 фиг.3 показаны сигналы на выходах сумматоров для двух положений растрового звена: g= О и о = <Х. Видно, что при перемещении на ц фазы сигналов Чу, VS изменяются на равные, .1 2 ,но взаимно противоположные по знаку величины, соответствующие

После выделения фильтрами 14 и 15 первых гармоний этих сигналов (фиг.2) помощью фазоизмерителя 16 измеряют их разность фаз, соответствующую величине 2 с, т.е. чувствитель— ность преобразователя увеличивается вдвое за счет увеличения масштаба преобразования.

273735 4

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Способ преобразования перемещений в фазу сигнала, заключающийся в том, что формируют и -разную систему сигналов Ч,, Ч,...,Ч„ несущей частоты, формируют tl--фазную систему измерительных сигналов S, S, е ° ° ю фазы которых имеют последоваh тельно увеличивающиеся задержки от . до через 21Г/ь,соответствую— щие пространственной фазе в -фаз-ном растровом звене, перемножают соответствующие измерительные сигналы и сигналы несущей частоты V S

15 V Sz Ч.Я„ су мируют перемноженные сигналы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, сигналы несущей частоты

U,,V,...,V„ oäíoâðåìåííà перемножа20 ют на соответствующие измерительные сигналы S„,S„ „ ...,S,,ïðîèçâåäåíèÿ

Ч„ Я„, Ч Я„„,...,V S суммируют, а получившийся суммарный сигнал используют в качестве опорного при измерениях.

1273735

1Ф

0 т

s,ар

$ ДХ

Sy ОХ

0

4 tubs g4

0с

Составитель Ю.Петраковский

Редактор Т.Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор Г.Решетник

Заказ 6466/37 Тираж 670

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

lI3Î35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная, 4