Устройство для измерения перемещений светового пятна

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобрете НИН - повьппение точности измерения при наличии оптических помех. Изображение светового пятна строится на поверхности координатно-чувствительного фотоприемника 2 объективом 1. Сумматоры 3-6 и дифференциальные усилители 7, 8 выделяют сигналы, пропорциональные смещению светового пятна по координатам х и у. Сумматор 9 выделяет сигнал, пропорциональный интенсивности потока излучения. Интеграторы 10,12,14 интегрируют сигналы , пропорциональные смещению светового пятна и интенсивности пятна излучения . При равенстве сигнала, формируемого интегратором 14, опорному напряжению, формируемому источником 15 опорного напряжения, срабатывает компаратор 16. При этом-осуществляется запоминание сигналов, формируемых интеграторами 10, 12, динамическими запоминающими устройётвами 11, 13, на выходах которых формируются сигналы , пропорциональные смещению светового пятна по координатам Х и у. Мультивибратор 17 осуществляет сброс интеграторов 10, 12, 14. 2 ил. Л

Il+i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 01. В 21/00

З с, )1.,„.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: " --,...- /

Н д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ,НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ И31БРКНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ СВЕТОВОГО ПЯТНА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобрете ния — повьппение точности измерения при наличии оптических помех. Изображение светового пятна строится на поверхности координатно-чувствительного фотоприемника 2 объективом l. (21) 4175433/24-28 (22) 05.01.87 (46) 07.07.88. Бюл. М 25 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) M.À.Великотный, В.И.Поляков и В.П.Приходько (53) 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 787891, кл. С 01 В 11/00, 1979.

Заявка ФРГ Ф 3151800, кл. G 01 В ll/00, 1982.

„„SU„„1408216 А 1

Сумматоры 3-6 и дифференциальные усилители 7, 8 выделяют сигналы, пропорциональные смещению светового пятна по координатам х и у. Сумматор 9 выделяет сигнал, пропорциональный интенсивности потока излучения. Интеграторы 10,12,14 интегрируют сигна" лы, пропорциональные смещению светового пятна и интенсивности пятна излучения. При равенстве сигнала, формируемого интегратором 14, опорному напряжению, формируемому источником

15 опорного напряжения, срабатывает компаратор 16. При этом осуществляется запоминание сигналов, формируемых интеграторами 10, 12 динамическими запоминающими устройствами 11, 13, на выходах которых формируются сигналы, пропорциональные смещению светового пятна по координатам х и у.

Мультивибратор 17 осуществляет сброс интеграторов 10, 12, 14. 2 ил.

Изобрс TpH«p o riiooи г«R K и )i!«!)и— тельной технике и может быть ис:пол»в зовано для измерения пс рсмещ«и«й св«тового пятна, например. в датчика.с углового положения светящегося точе:.— ного объекта.

Цель изобретения — roâüïïeÿèå точности измерения при наг ичии оп тич ес— ких помех. 1О

На фиг.! представлег)а функциональная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы сигналов, формируемых на выходах отдельных узлов.

Устройство содержит оптически can- )5 занные объектив 1, четь рехквадратиый координатно-чувствительный фотоприемник (КЧФ) 2, сумматоры 3-6, входы которых подключены к смежным фоточувствительным площадкам КЧФ 2, дисЬс!)евен-- 20 циальный усилитель 7, входы которого подключены к выходам сумматоров 3 и

5, дифференциальный усилитель 8,вхо— ды которого подключены к выходам сумматоров 4 и 6, сумматор 9, входы пос- 2- леднего подключены к выходам суммато— ров 4 и 6, интегратор 10, вход которого подключен к выходу диффеpeEiLTH ального усилителя 7, динамическое запоминающее устройство (ДЗУ) !1., ин- 30 формационный вход которого пс)дключен к выходу интегратора 10, интегратор

12, информационный вход последнего подключен к выходу дифференциального усилителя 8, ДЗУ 13, информационный вход которого подключен к выходу интегратора 12, интегратор 14, информационный гход последнего подключен к выходу сумматора 19, источник 15 опорного паг.ряжения, компаратор 16) входы,!О которого подключены к выходу интегратора 14 и источнику 15 onîðíîão на— 1)яжения, вьгход компаратора с:оедииен с управляющими входами ДЗУ 11 и 13, ждущий мультивибратор 17,, вход которого подключен к выходу компаратора

16, выход ждущего мультивибрат:)ра соединен с входами сброса интеграторов

10, 1? и 14.

Ус трой с тв о раб о та ет следующим об— разом .

Иэображение светового пятна стро— ится объективом 1 на поверхности КЧФ

2. Сигналы со смежных светочувс.тв«тельных площадок КЧФ 2 суммируются

55 сумматорами 3 — 6.

На выходах дифференциальных усилителей 7 и 8, подк тюченных к выходам сумматоров, формируются сигналы, )()оиорииоиалinnи с«еще»)гю све TQB0I ият) а n() координатам х и у КЧФ 2.

1!а выхс)де сумматора 9 формируется сигнал, пропорциональный энергии лов тока излучения, формирующегo световое пятно иа светочувствительных площадках КЧФ 2.

При проецировании светового пятна объективом 1 на поверхность КЧФ 2 интеграторы 10, 12 и 14 интегрируют сигналы, формируемые на выходах дифференциальных усилителей 7 и 8 и сумматора 9. При равенстве сигнала, формируемого на выходе интегратора 14, напряжению источника 15 компаратор

16 срабать)вает. При этом ДЗУ 11 и 13 осуществляют запоминание сигналов, формируемых на выходах интеграторов

10 и 12.

Амплитуды сигналов, формируемых на выходах интеграторов 10 и 14, определяются выражениями

U,==К,Х Ю Р; (1) (2) где U,z,U, — амплитУды сигналов,фоРмируемьгк на выходах ин теграторов 10 и 14;

К, К вЂ” масштабные коэффицие нты,," величина смещения светового пятна; время интегрирования;

Р— интенсивность потока излучения.

Из выражений (1) и (2) следует, что амплитуда сигнала,, запоминаемого ДЗУ 11 и 13 в момент срабатывания компаратора 16, т.,е. когда U !< = — не зависит от интенсивности потока излучения, формирующего световое пятно и фоточувствительности КЧФ

2, а зависит только о.. смещения светового пятна по координатам х и у.

При этом оптические помехи интегрируются интеграторами !О, 12 и 14 и и меньшей степени влияют на результат измерения.

Сигнал, формируемый компаратором

16, запускает мультивибратор !7, формирующий импульс сброса интеграторов

10,, 12 и 14. Далее прсцесс повторяется„

Использование устройства позволя-. ет повысить точность измерения при наличии оптических помех в потоке излучения, формирующем световое пят— но, l 408216

Форм улан зобретени я

Составитель Т.Айсин

Техред М,Дидык Корректор В.Бутяга!

Редактор М.Бланар

Заказ 3296/41 Тираж 680 Подписное

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

Устройство для измерения перемещений светового пятна, содержащее координатно-чувствительный фотоприемник, дифференциальный усилитель и сумматор, входы которых связаны с фоточувствительными площадками коорди.натно-чувствительного фотоприемника, 10 источник опорного напряжения, компаратор, первый вход которого подключен к источнику опорного напряжения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения при наличии оптических помех, оно слабже Но последовательно с: .дишенными первым интегратором и д намическим запоминающим блоком, вход первого интегратора подключен к выходу дифференциального усилителя, вторым интегратором, вход и выход которого подключены соответственно к выходу сумматора и второму входу компаратора, выход компаратора соединен с управляющим входом динамического запоминающего блока, ждущим мультивибратором, вход которого подключен к выходу компаратора, выход мультивибратора соединен с входами сброса первого и второго интеграторов.