Устройство для измерения положения объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения дискретности отсчета. Изображение световой марки, формируемой источником 1 света, щелевой диафрагмой 2, блоком 3 формирования изоб

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А2 (19) Я) <,5)) 4 С 01 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) а

1 а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1067352 (21) 3949842/24-28 (22) 04.09.85 (46) 15.04.87. Бюл. 1Ô 14 (71) Алтайский политехнический институт им. И.И.Ползунова (72) В.И.Грозов (53) 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1067352, кл. С 01 В 21/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретенияповышение точности измерения за счет уменьшения дискретности отсчета.

Изображение световой марки, формируемой источником 1 света, щелевой диафрагмой 2, блоком 3 формирования изоб.

130382 ражения диафрагмы, строится на светочувствительной поверхности фотоприемника 4, выполненного на основе прибора с зарядовой связью. Фотоприемник 4 опрашивается сигналами, формируемыми блоком 5 управления. Сиг— нал, снимаемый с фотоприемника 4, предварительно обрабатывается блоком

9 выборки и дискриминируется по амплитуде амплитудным дискриминатором

10. Временное положение фронта сигнала, фиксируемое компаратором 12, преобразуется блоком 13 коммутации во временной интервал, заполняемый импульсами, формируемыми частотным формирователем 8. Количество импульсов подсчитывается счетчиком 15: регистрируется регистратором 8. Приращение амплитуды сигнала, снимаемого с блока 9 выборки, при перемещении световой марки в пределах светочувствитепьной. площадки фотоприемника 4 выделяется дифференциальным усилителем 16 и измеряется аналого — цифровым преобразователем 17. Выходной код аналого-цифрового преобразователя

17 инвертируется блоком 19 инверсии кодов, суммируется в сумматоре 20 с кодом, формируемым счетчиком 15, и индицируется индикатором 21. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений различных объектов.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет уменьшения дискретности отсчета.

На фиг.1 и 2 представлены функцио. нальная схема устройства и схема бло. ка управления.

Устройство содержит оптически свя. занные источник 1 света, диафрагму

2, блок 3 формирования изображения диафрагмы, фотоприемник 4, выпол15 ненный на основе прибора с зарядовой связью, блок 5 управления, состоящий из формирователя импульсов фаз, выход которого соединен с управляющим входом фотоприемника 4, формирователя

7 импульса начала опроса, частотный формирователь 8, вход которого подключен к формирователю 6 импульсов фаз, блок 9 выборки, информационный и управляющий Bxopbl KOToporo подключены соответственно к выходу фотоприемника 4 и выходу формирователя 6 импульсов фаз, амплитудный дискриминатор 10, состоящий из источника 11 опорного напряжения, компаратора!12, ! входы которого подключены соответственного к источнику 11 опорного напря жения и выходу блока 9 выборки, блок

l3 коммутации, состоящий из триггера

14, входы которого подключены соответственно к выходу компаратора 12 и выходу формирователя 7 начала опроса,, счетчик 15, информационный и управляющий входы которого подключены к выходу триггера 14 и частотного формирователя 8, дифференциальный усилитель 16, входы которого подключены соответственно к выходу блока 9 выборки и источнику 11 опорного напряжения, аналого †цифров преобразователь

17, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя !6, регистратор 18, состоящий из блока 19 инверсии кодов, вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя 17, сумматора 20, входы которого подключены соответственно к выходу счетчика 15 и выходу блока

18 инверсии кодов индикатора 21, вход которого подключен к выходу сумматора 20.

Устройство работает следующим образом.

Световая марка, сформированная источником 1 света, диафрагмой 2 и блоком 3 формирования изображения диафрагмы, перемещается при перемещении объекта (не показан) по светочувствительной поверхности фотоприемника 4, выполненного на основе прибора с зарядовой связью.

Частотный формирователь 8 формирует импульсы, поступающие на формирователь 6 импульсов фаз, формирующий сигналы опроса фотоприемника 4. При опросе фотоприемника 4 на его выходе

3 1ЗОЗ формируется последовательность импуль ° сов, огибающая которых пропорциональна распределению освещенности по поверхности светочувствительной площад- . ки фотоприемника 4. Последовательность импульсов поступаеФ на вход блока 9 выборки, который преобразует ее в ступенчато изменяющийся видеосигнал. Синхронизирующие импульсы с частотой, равной частоте опроса 10 фотоприемника 4, поступают на управляющий вход блока 9 выборки .с формирователя 6 импульсов фаз. Сигнал с выхода блока 9 выборки поступает на первый вход компаратора 12, на 15 второй вход которого подается напряжение с источника опорного напряжения .

При начале опроса фотоприемника 4 формирователь 7 начала опроса фор — 20 мирует сигнал, пер ебрасывающий триггер 14 в состояние "1" и сбрасывающий в "0" счетчик 15. При этом счетчик 15 начинает подсчитывать количество импульсов, поступающих с частотного формирователя 8.

При достижении амплитуды видеосиг» нала первого значения, определяемого источником 11 опорного напряжения, срабатывает компаратор 12, формирую- З0 щий сигнал, перебрасывающий триггер

l4 в состояние "0", выходной сигнал с которого блокирует поступление импульсов в счетчик 15. В счетчике 15 фиксируется количество импульсов, 35 пропорциональное пространственному положению световой марки. Параллельный код, снимаемый с счетчика 15, поступает на вход сумматора 20, вхо— дящего в регистратор 18, и индициру- 40 ется индикатором 21.

При достижении видеосигнала порогового значения импульс, формируемый компаратором 12, запускает аналогоцифровой преобразователь 17, измеряю- 45 щий амплитуду разностного сигнала

822 между аналогом, формируемым источником ll опорного напряжения, и входным видеосигналом. Разностный сигнал выделяется дифференциальным усилителем 16. Параллельный код с выхода аналого-цифрового преобразователя 17 поступает на вход блока 18 инверсии кодов, входящего в регистратор 18, осуществляющий инверсию логических сигналов. Параллельный код с выхода блока 18 инверсии кодов поступает на вход сумматора 20, выходной код с которого индицируется индикатором 2! .

Таким образом, при перемещении световой марки в пределах одной светочувствительной ячейки фотоприемника

4 амплитуда раэностного сигнала, формируемого дифференциальным усилителем 16, изменяется от максимального значения до нуля, измеряется аналогоцифровым преобразователем 17 с определенным масштабным коэффициентом и индицируется индикатором 21.

Использование устройства позволяет измерять перемещение объекта с разрешающей способностью, выше дискретности нанесения светочувствительных площадок фотоприемника, выполненного на основе прибора с зарядовой связью.

Формула изобретения

Устройство для измерения положения объекта по авт.св. к- 1067352, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено последовательно соединенными дифференциальным усилителем, аналоro-цифровым преобразователем, выход которого соединен с дополнительным входом регистратора, входы дифференциального усилителя подключены соответственно к выходу блока выборки и дополнительному выходу амплитудного дискриминатора.

1303822

ФЗмау

РГ Боор ам /ф, /ф 4 КЯтрр,у 37 фига

Составитель Т.Айсин

Техред Н.Глущенко Корректор А.Обручар

Редактор М.Келемеш

Заказ 1295/39 Тираж 678 Подписное о

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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