Устройство для измерения перемещений объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения искажения формы электрических сигналов в цепях устройства. С похниСар- ПЕельшечет иче поW-мощью импульсного генератора 1, источника 2 тока, светодиода 3, диафрагмы 4, проекционного объектива 5 формируется изображение диафрагмы на отражающей поверхности объекта 16. Изображение диафрагмы переносится фокусирующим объективом 6 на дифференциальный координатно-чувствительный фотодиод 7. Сигналы с фотодиода усиливаются усилителями 8, 9 и поступают на формирователи 10-13 экспоненциально спадающих импульсов , сигналы с выходов которых сравниваются компараторами 14, 15. При перемещении объекта 16 происходит смещение изображения диафрагмы по поверхности фотодиода. При этом изменяется длительность импульсов, формируемых на выходах компараторов 14, 15. 2 ил. и СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4703315/28 (22) 09.06.89 (46) 30.09.91. Бюл. М 36 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (72) С.С.Михейкин, И.А.Прошин и А.А.Сарвин (53) 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1195184, кл. G 01 В 21/00, 1984. (54) УСТРОЙСТ80 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — повышение точности измерения за счет уменьшения искажения формы электрических сигналов в цепях устройства, С по„„SU ÄÄ 1681168 А1 мощью импульсного генератора 1, источника 2 тока, светодиода 3, диафрагмы 4, проекционного объектива 5 формируется изображение диафрагмы на отражающей поверхности объекта 16. Изображение диафрагмы переносится фокусирующим объективом б на дифференциальный координатно-чувствительный фотодиод 7.

Сигналы с фотодиода усиливаются усилителями 8, 9 и поступают на формирователи

10 — 13 экспоненциально спадающих импульсов, сигналы с выходов которыхсравниваются компараторами 14, 15, При перемещении объекта 16 происходит смещение изображения диафрагмы по поверхности фотодиода. При этом изменяется длительность импульсов, формируемых на выходах компараторов 14, 15. 2 ил.

1681168 ше постоянных времени формирователей:35

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещения различных объектов, имеющих отражающую поверхность, Цель изобретения — повышение точности измерения путем уменьшения искажений формы электрических сигналов в цепях устройства, На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы сигналов, формируемых на выходах отдельных узлов устройства.

Устройство содер>кит последовательна соединенные импульсный генератор 1 и источник 2 тока, оптически связанные светодиод 3, подключенный к выходу источника 2 тока, диафрагму 4 с квадратным окном, проекционный объектив 5, фокусирующий объектив 6,дифференциальный координатно-чувствительный фотодиод (ДКЧФ) 7, усилители 8 и 9, входы которых подключены к выходам ДКЧФ 7, формирователи 10 — ",3 зкспоненциально спадающих импульсов, причем информационные входы формирователей 10 и 11 подключены к выходу усилителя 8, информационные входы формирователей

12 и 13 — к выходу усилителя 9, а управляющие входы формирователей 10-13 — к выходу импульсного генератора 1, и компараторы 14 и l5, причем входы кампаратора 14 подключень к выходам формирователей 10 и 12, а входы компаратора 15 — к выходам формирователей 11 и 1I3. Постоянные времени фармирователей10 и 13 мень11 и 12. С помощьк> предлагаемого устройства измеряют перемещение объекта 16, Устройство работает следующим обра-зом.

Импульсный генератор 1 формирует короткие импульсы, которые преобразуются в импульсы тока источнлком 2 тока. Импульсы тока проходят через светодиод 3. Светодиод 3 формирует импульсный поток излучения, направляемый через диафрагму

4 с квадратным окном в проекционный объектив 5. Изображение диафрагмы строится на отражающей поверхности объекта 16 и переносится фокусирующим объективом 6 в плоскость ДКЧФ 7, ДКЧФ 7 преобразует импульсные потоки излучения в электрические сигналы, которые усиливаются усилигелями 8 и 9 и поступают í- формирователи

10-13. В момент формирования импульсного потока излучения импульснйй генератор

1 формирует стробирующий импульс, по когорому на выходах формирователей 10-13 формируются сигналы, амг:литуды которых пропорциональны сигналам, снимаемым с выходов ДКЧФ 7. Сигналы на выходах фар5

30 мирователей 10 и 13 начинают убывать по экспоненте с меньшей постоянной времени, чем сигналы на выходах формирователей 11 и 12.

По импульсному сигналу, формируемому импульсным генератором 1, срабатывает один из компараторов 14 и 15, Если, например, сигнал на выходе усилителя 9 больше, чем сигнал на выходе усилителя 8, то срабатывает кампаратор 15 и не срабатывает компаратор 14, Через определенный интервал времени, связанный с соотношением сигналов, формируемых на выходе усилителей 9 и

8, сигнал на выходе формирователя 13 становится меньше сигнала, формируемого на выходе формирователя 11, за счет более быстрого убывания сигнала на выходе формирователя 13. Компаратор перебрасывается в исходное состояние.

Амплитуды сигналов, формируемых на выходах усилителей 8 и 9, связаны с положением объекта 16.

Временной интервал, формируемый на выходе компаратара 15. связан с амплитудами сигналов, формируемых на выходах усилителей 8 и 9, т,е, с положением абъек-а

16.

При перемещении объекта 16 в направлении, при котором амплитуда сигнала, формируемого на выходе усилителя 8, становится больше амплитуды сигнала, формируемого на выходе усилителя 9, срабатывает компаратор 14 и не срабатывает компаратор 15, Таким образом, по длительности сигнала, формируемого кампаратором 14 или 15, можно определить величиНу перемещений объекта 16, а по тому, на выходе какого компаратора (14 или 15) формируется сигнал, можно определить направление перемещения объекта 16. Величина перемещения объекта 16 связана с длительностью сигнала, формируемого компаратором 14 или 15, нелинейной зависимостью.

Сформированный временной интервал не зависит от мощности потока излучения светодиода 3.

Использование устройства позволяет повысить точность измерения за счет уменьшения искажений формы электрических сигналов в цепях устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения перемещений объекта, содержащее оптически связанные источник света. диафрагму, проекционный и фокусирующий объективы. оптические оси которых расположены наклонно и симметрично относительно нормали, проведенной к поверхности объекта, импульсный генератор, выход которого свя1681168

Составитель Т. Айсин

Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Редактор А. Огар

Заказ 3305 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 зан с источником света, дифференциальный координатно-чувствительный фотодиод, первый формирователь экспоненциально спадающих импульсов и два компаратора, о т л и ч а ю щ е е с. я тем, что, с целью 5 повышения точности измерения за счет уменьшения искажений формы электрических сигналов в цепях устройства, оно снабжено тремя формирователями экспоненциально спадающих импульсов, 10 информационные входы первого и второго, третьего и четвертого формирователей экспоненциально спадающих импульсов подключены соответственно к первому и второму выходам дифференциального каор- 15 динатно-чувствительного фотодиода, управляющие входы первого, второго, третьего и четвертого формирователей экспоненциально-спадающих импульсов подключены к выходу импульсного генератора, постоянные времени первого и четвертого формирователей экспоненциально спадающих импульсов меньше постоянных времени второго и третьего формирователей экспоненциально спадающих импульсов, входы первого и второго компараторов подключены соответственно к выходам первого и третьего, второго и четвертого формирователей экспоненциально спадающих импульсов.