Устройство для измерения малых зазоров

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение надежности за xJ г счет использования одноканальной системы регистрации при разночастотном измерении. Устройство содержит модулятор 3 для временного разделения разночастотного сигнала. Измерение осуществляется поочередно одним и тем же каналом при зондировании излучением с длиной волны Л и затем , при этом из одной и той же группы компараторов в первом измерении подключают т компараторов и запоминают результат на регистре 1-9, а затем подключают т компараторов непосредственно к дешифратору 20, в котором регистрируется информация одновременно с информацией с регистра 19-в виде общего кода. 2 ил., 1 табл. с & (Л г5 оо ел о ел п U

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (бц g G 01 В 21/16

f3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4012447/24-28 (22) 23.01.86 (46) 07.11.87, Бюл. У 41 (7 1) Институт повышения квалификации специалистов народного хозяйства ЛитССР (72) А.И.Аугустайтис, F.È.Áàíñÿâèчюс и В.П.Гинетис (53) 531 ° 715 ° 1 (088-82 (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1231409, кл. С 01 В 21/16, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ

ЗАЗОРОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение надежности за

„„SU„„1 50501 А 1 счет использования одноканальной системы регистрации при раэночастотном измерении. Устройство содержит

Ъ модулятор 3 для временного разделения разночастотного сигнала. Измерение осуществляется поочередно одним и тем же каналом при зондировании излучением с длиной волны Д и за1 тем 3, при этом из одной и той же груйпы компараторов в первом измерении подключают m< компараторов и запоминают результат на регистре

1-9, а затем подключают m, компараторов непосредственно к дешифратору

20, в котором регистрируется информация одновременно с информацией с регистра 19 в виде общего кода.

2 ил., 1 табл.

1 135050

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аппаратуре измерения динамических характеристик неконтакта между магнитной головкой и носителем информации для устройства магнитной записи.

Целью изобретения является повышение надежности за счет одноканальной системы регистрации при разно- ip частотном измерении.

На.фиг. 1 изображена схема устройства, на фиг. 2 — диаграммы выходных сигналов фотодетектора и дискретные сигналы компараторов, формируемые в 15 двух тактах работы устройства.

Устройство содержит двухчастотный источник 1 света, светоделитель

2, модулятор 3, светофильтры 4 и 5, второй и третий фотоприемники 6 и 2р

7, два дополнительных светоделителя

8 и 9, светособиратель 10, второй светоделитель 11, первый фотоприемник 12, принимающий оптический сигнал от зазора, образованного поверх- 25 ностями 13 и 14, хотя бы одна из которых прозрачная, канал формирования

f в виде группы (например, четырех) компараторов 15-18, регистр 19 памяти, дешифратор 20 и индикатор 21. 30

Устройство работает следующим образом.

От источника 1 излучаемый поток света падает на светоделитель 2, который Формирует первую и вторую ветвь излучения, направляемые на модулятор 3 (например, вращаемый или сканируемый растровый диск), Модулятор 3 задает два такта работы устройства. В первом такте модулятор 3 4р направляет излучение через (узкополосный) светофильтр 4, пропускающий монохроматический свет с длиной волны 4 . Модулятор 3 настроен так, 1 что через светофильтры 4 и 5 лучи проходят неодновременно (чередуясь во времени). Модулированные во времени монохроматические лучи через светоделители 8 и 9 направляются в светосоединитель 10, с выхода которого модулированный по длине волны световой поток направляется через светоделитель 11 на измеряемый зазор; Зазор образуют поверхности 13 и 14, верхняя из которых должна быть прозрачная. Отраженные от поверхностей

13 и 14 лучи интерферируют и светоделителем 11 направляются в фотоприемник 12. С выхода фотоприемника 12 снимаются импульсы напряжения, величина которых процорцнональна интенсивности интерференционной картины и зависит от величины измеряемого зазора и(длины волны интерферирующих лучей.

В первом такте от поверхностей

i3 и 14 отражается и интерферирует свет с длиной волны 3„, и на выходе фотоприемника 12 формируется импульс напряжения величиной

U = U + 4U о„сояг (2((h p ), где U „, Uр„- константы, Д, — длина волны, h — величина измеряемого зазора.

Во втором такте от поверхностей

13 и 14 отражается и интерферирует свет с длиной волны 3 и на выходе фотоприемника 12 формйруется импульс напряжения величиной

g> + 4U р2 соя (2Т(?1 12 где U Ull — KOHCTBHTbl» длина ВолнЫ

h — величина измеряемого зазора.

На фиг. 2 упрощенно показана зависимость величины импульсов U(-"(и от величины измеряемого зазора. (г1

Величины Uо„,,U, U „» U g определяются конструкцией устройства и являются постоянными в течение измерения величины зазора, но могут меняться в течение длительного эксперимента, так как они связаны с дрейфом параметров фотоприемника 12» усилителя (не показан) и т.д. Константы

U 01 и U определяются в первой очереди, коэффициентами отражения поверхностей 13 и 14 могут быть скомпенсированы (например, в электрических цепях усилителя) до U (U qg = О. Величины постоянных Пр, и

U l»g подбираются из соотношения /Uo —

U р1) = dU, где dU — шаг квантирования выходного сигнала фотодетектора 12, Шаг квантирования, которое осуществляется в компараторах 15-18, определяется по длине волн 1„ и

Ь (4, Ф Д ) из соотношения (фиг.2).

При необходимости повысить разрешающую способность устройства шаг квантирования может быть уменьшен

1,2»... Раз. Число компараторов опре3 13505 деляется соотношением 4U / дБ. Каждый компаратор настроен на уровень срабатывания U„ = 4 U К,,где К вЂ” порядковый номер компаратора (фиг. 2).

На выходе компаратора формируется дискретный сигнал "0 . если U " или

Н}2} меньше уровня срабатывания U

"1" — если больше.

В первом такте на выходы компараторов 15-17 поступает импульс U " и в компараторах формируются определенные дискретные сигналы Р11, Р21, Р31 (фиг. 2). При этом светоделитель

8 направляет луч фотодетекторов 6, который формирует сигнал разрешения запоминания информации в регистре 19.

Сигналы Р11, Р21, Р31 запоминаются в регистре и сохраняются на его выходах до конца второго такта. В следую- о щем такте на входы компараторов 1518 поступает импульс Н, который (2 > формирует дискретные сигналы Р12, Р22, Р32, Р42 (фиг. 2).Но в этот момент светоделитель 9 направляет на фотодетектор 7 импульс, который формирует сигнал разрешения, поступающий на входы С дешифратора 20 и индикатора 21. На информационные входы дешифратора 20 одновременно поступают 3р сигналы с выходов компараторов 1518 и регистра 19. Дешифратор 20 представляет собой группу конъюнкторов, входы которых в соответствии с таблицей подключены к прямым или инвер35 тированным выходам компараторов 1518 и регистра 18. В результате дешифрации на выходе t дешифратора 20 появляется сигнал, определяющий число делений С, соответствующее величине 40 измеряемого зазора. Так как цена одного деления шкалы Z = / Лг — Л,/ /4, то численное значение измеряемой в@личины зазора h = t /Лг — Л„ //4. Например, при измерении зазора величины ? 2 (фиг. 2а) в дешифратор 20 поступает код 1.000 с выходов компараторов 15-18 и код 100 с выходов регистров 19. т.е. дешифрируется код

1000, 100. Согласно таблице на выходе 1 дешифратора 20 появляется сигнал, который поступает на индикатор

21. Индикация результатов измерения происходит одновременно с появлением выходного сигнала дешифратора 20 при наличии сигнала синхронизации с выхода фотодетектора 7. Так как в процессе измерения дискретные сигналы формируются с выходного сигнала

01 одного фотодетектора 12 одними и теми же компараторами, то исключается взаимное их перемещение. Такое перемещение неизбежно в известном устройстве из-за различных дрейфов параметров фотодетекторов и компараторов.

В устройстве дрейф параметров фотоприемника 12 и схем электроники дает одинаковые сдвиги дискретных сигналов, формируемых как в первом, так и во втором такте (это следует из равенства треугольников OKL u

0,1,L фиг. 2 с). Потому в интервале c/h с пределами h, = Z, h 2 = 1,25Z получится код 0000000, что в соответствии с таблицей означает расстояние h = О, вместо кода 1000100 (h

Z), т.е. погрешность равна Z. При таком же интервале с пределами h

2Z h = 2,25 Z получится код

1000100 h = Z вместо кода 1100110 (}1 = 2Z) .

Одинаковый дрейф на величину dU ( (0,5 10 сигналов U } "1 и U г приводит к появлению абсолютной погрешности лЬ = Z dU g/Л}}, которая в любом случае меньше разрешающей способности устройства во всем диапазоне измерений.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения малых зазоров, содержащее двухчастотный источник света, два светоделителя, каждый из которых предназначен для разделения светового потока на две ветви, два светофильтра, оптически связанные с первым светоделителем и установленные в соответствующих световых ветвях, два фотоприемника, первый из которых связан с вторым светоделнтелем, канал формирования в виде группы иэ m, компараторов, где

2 Я, Лг и —, входами связанных с

2 выходом первого фотоприемника, вычислительный блок с дешифратором и индикатором, выходы компараторов соединены с первой группой входов дешифратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено модулятором установленным между первым светоделителем и светофильтрами, светособирателем, установленным между фильт135050 рами и вторым светоделителем и оптически связанным с ними, двумя дополнительными светоделителями и третьим фотоприемником, регистром памяти, включенным между выходами m компара2 торов группы, где m — д и я дли1, 2, 2-,1 2 ны световых волн, и второй группой входов дешифратора, индикатор выполнен управляемым, второй фотоприемник

Шаг

Дискретные сигналы

Выход дешифратора, на котором формируется 1 на выходах компараторов

Р12 Р22 Р23 Р24

Pi1 Р21 Р31

О О

О О.

О, 2 1

3 1

О

4 1

О 1

О О

О О

1 1

1 О

О О

5 1

6 1

7 1

8 1

О О

О О

1 О

1 1

1 1

6 оптически связан с первым фильтром через первый дополнительный светоделитель, третий фотоприемник оптически связан с вторым фильтром через второй дополнительный светоделитель, выход второго фотоприемника связан с управляющим входом регистра памяти, а тертьего — с управля— ющими входами индикатора и дешифратора. на выходах регистра

1350501 (2) У

Уз

Ц

И

Ujz

b, b h by

Редактор С.Патрушева

Заказ 5249/40 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 (1) à

U2

V1

Lfg1

/11

< z zz

Pzz

Р г

Составитель Е. Глазкова

Техред Л.Олийнык Корректор M,Äåì÷èê