Устройство для измерения малых зазоров

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к измерению величины зазоров. Цель изобретения - повышение достоверности путем обеспечения непрерывного измерения зазоров и представлепия результатов измерений в аналоговой форме. Устройство состоит из интерферометрического измерителя зазоров, компараторов 10-16 результатов измерения, дешифратора 17 и цпфроаналогового преобразователя 22 с логической схемой 18. Номер нолупериода интерференционной карты, сформированный логической с.хемой 18, подключенной к выходу дешифратора, представляется цифроаналоговым преобразователем 22 в виде ступенчатого аналогового сигнала, который складывается в аналоговом сумма- /горе 23 с сигналом фотодетектора 9, выражающим значения зазора внутри полунериода интерференционной карты. 2 ил. «

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

GOl В2! 16 (5D 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1231409 (21) 4146709/24-28 (22) 18.09.86 (46) 15.06.88. Бюл. ¹ 22 (71) Специальное конструкторское бюро вычислительных машин и Институт повышения квалификации специалистов народного хозяйства ЛитССР (72) А. И. Лугустайтис, Ю. Ю, Гяцявичюс, В. П. Гинетис и Ю. К. Ряубунас (53) 531.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Л 1231409, кл. G Ol B 21/16, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МАЛЫХ ЗАЗОРОВ (57) Изооретение относится к измерительной технике, в частности, к измерению ве„„SU„„1402807 A 2 личины зазоров. Цель изобретения — повышение достоверности путем обеспечения непрерывного измерения зазоров и представления результатов измерений в аналоговой форме. Устройство состоит из интерферометрического измерителя зазоров, компараторов 10 — 16 результатов измерения, дешифратора 17 и цифроаналогового преобразователя 22 с логической схемой 18. Номер полупериода интерференционной карты, сформированный логической схемой 18, подключенной к вы. оду дешифратора, представляется цифроаналоговым преобразователем

22 в виде ступенчатого аналогового сигнала, который складывается в аналоговом сумматоре 23 с сигналом фотодетектора 9, выражаюгцим значения зазора внутри полупериода интерференционной карты. 2 ил.

1402807

Изобретение относится к измерительной технике и является дополнительным к основному авт. св. No 1231409.

Цель изобретения — повышение достоверности измерений путем обеспечения непрерывного измерения величины зазора и представления результатов измерения в аналоговой форме.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — структура логической схемы устройства.

Устройство для измерения зазоров содержит осветитель 1, первый светоделитель 2, образующие зазор поверхности 3 и 4, второй светоделитель 5, светофильтры 6 и 7, фотодетекторы 8 и 9, компараторы 10 — 16, де- > шифратор 17, логическую схему 18, инвертирующий усилитель 19, аналоговые ключи

20 и 21, цифроаналоговый преобразователь 22, аналоговый сумматор 23 и индикатор 24.

Логическая схема содержит четыре логи- 20 ческих элемента 25 — -28 4ИЛИ и два логических элемента 29, 30 2ИЛИ.

Устройство работает следующим образом.

Сформированный в осветителе 1 световой поток проходит через светоделитель 2 и падает klH измеряемый зазор, образуемый поверхностями 3 и 4. Отраженные этими поверхностями лучи интерферируют и с помощью светоделителя 2 направляются на светоделитель 5, который разделяет световой поток на две ветви, направляемые через светофильтры 6 и 7 на фотодетекторы 8 и 9.

Светофильтр 6 пропускает свет с длиной волны .ь и на выходе фотодетектора 8 формируется сигнал

U! —— 2 Up(1 — соэ4."тй/i.! ), (!)

35 де Up - — константа, определяемая интенсивностью интерферирующих лучей;

h -- величина измеряемого зазора.

Светофильтр 7 пропускает свет с длиной волны i, и на выходе фотодетектора 9 фор- 40 мируется сигнал

U =2Upl l — соэ4лЬ/лz). (2)

К выходу фотодетектора 8 подключена группа компараторов 10, 11 и 12, настроен- 4 ных на уровни срабатывания U,=2Up(i,y— — — )!)k/).!, где k — порядковый номер компаратора в группе. К выходу фотодетектора 9 подклк>чена группа компараторов 13 — 16, настроенных на уровни срабатывания / =

==2Up(i.> — ii!)k/Х.z. Выходные сигналы фото- 50

r,åòåKToðoâ 8 и 9 при помощи компараторов 10 — 16 заменяются дискретными сигна ами. Каждому делению диапазона измерения зазора соответствует определенная комбинация дискретных сигналов. Дешифратор 7 по конкретной совокупности сигналов на выходах компараторов 10 — 16 формирует сигнал на своем выходе, порядковый номер которого совпадает с порядковым номером шага квантования измеряемой величины.

Изменение величины зазора, соответствуюгцее одному шагу квантования q, равно (i.z †).!)/4. Если величина измеряемого зазора находится в пределах от 0 до q, то на первом выходе дешифратора 17 будет сигнал соответствующий лог. «1». На остальных выходах дешифратора 17 будут сигналы, соответствующие лог. «О» Если величина зазора находится в пределах от q до 2,, то лог. «1» будет на втором выходе дешифратора 17 и т. д. Таким образом, можно утверждать, что к нулевому полупериоду относится V=(i . /4):(>z — i,!)/4=i.z/(> — Л ) шагов квантования и HM соответствующих выходов дешифратора 17. Если величина зазора находится в пределах нулевого полупериода (0(й К /4), то на одном из группы выходов дешифратора 17 с номерами от 1 до М будет лог. «1». Если величина зазора находится в пределах первого полупериода (i.>/l.h(i,>/2l, то лог. «1» будет сформирована на одном из группы выходов дешифратора 17 с номерами от Y+t до 2A и т. д.

Выходы дешифратора 17, соответствующие нулевому полупериоду интерференционной картины, подключены к входам элемента

25 4ИЛИ, выходы дешифратора 1, соответствуюгцие первому полупериоду интерференционной картины, подключены к входам элемента 26 4ИЛИ и т. д. Таким образом, на выходах F l, F2 и г"3 логической схемы 18 формируются сигналы, соответствующие О, 1 и 2 полупериодам интерференционной картины. Сигналы, соответствующие четным полупериодам интерференционной картины, собираются на входах элемента 29 2ИЛИ, и на выходе F4 в этих случаях появляется лог. «1». Сигналы, соответствующие нечетным полупериодам интерференционной картины, собираются на входах элемента 30

2ИЛИ, и в этих случаях на выходе F5 формируется лог. «!».

Для получения аналогового сигнала, прямо пропорционального величине зазора. необходимо передать в аналоговый сумматор 23 инвертированный или неинвертированный сигнал с выхода фотодетектора 9 в зависимости от четности полупериода интерференционной картины. Эту функцию выполняют аналоговые ключи 20 и 2!. Когда с выхода F4 логической схемы 18 на управляющий вход аналогового ключа 21 поступает лог. «1», происходит коммутация Bыхода фотодетектора 9 с входом аналогового сумматора 23. Когда с выхода F5 логической схемы 8 поступает лог. «1» на управляющий вход аналогового ключа 20, выход фотодетектора 9 через инвертирующий усилитель 19 подключается к выходу аналогового сумматора 23. Сигналы с выходов Fl, F2, г3 логической схемы 18 поступают на входы цифроаналогового преобразователя 22, который преобразует дискретный код в ступенчатый аналоговый сигнал. Длина одной ступеньки

1402807

Формула изобретения

Составитель С. Межнев

Редактор A. Долинич Техред И. Верее h,îððåêTîð И. Эрдейи

Заказ 2843127 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP:и) делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушслая наб., д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, i.ë. Проектная, 4 соответствует величине зазора, равной i.в/4, т. е. одному полупериоду интерференционной картины.

Аналоговый сумматор 23 выполняет суммирование ступенчатого сигнала, поступающего с выхода цифроаналогового преобразователя 22, и сигнала, поступающего с выхода фотодетектора 9. На выходе аналогового сумматора 23 появляется непрерывный сигнал, величина которого в любой момент времени пропорциональна мгновенному значению величины измеряемого зазора.

Для наблюдения зависимости величины зазора от времени применяется индикатор 24, входом подключенный к выходу аналогового сумматора 23.

Устройство для измерения малых зазоров по авт. св. № 1231409, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности измерений, оно снабжено последовательно соединенными логической схемой, первым аналоговым ключом, аналоговым сумматором и индикатором, последовательно соединенными инвертирующим усилителем и втоpbIM аналоговым ключом, цифроаналоговым преобразователем, группа входов которого соединена с соответствующей группой выходов логической схемы, второй выход которой соединен с вторым входом второго àíi3 Ioгового ключа, выход которого соединен с выходом первого аналогового ключа, вход инвертирующего усилителя соединен с вторым входом первого аналогового ключа и под15 ключен к выходу фотодетектора одного из каналов интерферометра, выход цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом аналогового сумматора, а входы логической схемы соединены с соответствующими выходами дешифратора.