Устройство для измерения линейных иугловых перемещений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскид

Социалистических

Республик

<>8424О5 (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 120479 (21) 2752073/18-28 (51)М. Кл З с присоединением заявки ¹â€”

С 01 В 21/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет(5З) "АК 531. 74:

:621.317.39 (088.8) Опубликовано 3006.81. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 300681

1 1! 4 :

Э.К.Яценко, A.. Н.Аксенов, Л.М.Кошарский и Г1.Я. Кивенз (72) Авторы изобретения

Г 1

I украинский научно-исследовательский институт -станК

Ф . и инструментов "УкрНИИСИП" (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЛИНЕЯНЫХ И УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Вал 1 поворачивается на произвольный угол

30 д.= КсР+ Ч

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в любой отрасли прожпаленности для получения информации о линейном нли угловом перемещнии рабочих органов механизмов.

Известно устройство для измерения линейных и угловых перемещений, содержащее дифференциальный фазовый первичный преобразователь с растровым анализатором и блок формирования сигнала разности фаз (1).

Недостатком данного устройства является то, что прямое измерение сигнала разности фаз обладает погрешностью, связанной с нестабильностью сигналов, получаемых с первичного преобразователя.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком формирования сигнала длительности периода и соединенными последовательно блоком вычисления отношений, масштабирующим блоком и вычислительным блоком с индикатором, входы блока вычисления отношений соединены с выходами блока формирования сигнала разности фаз и блока формирования сигнала длительности периода, а входы последних соединены с дифференциальным фазовым первичным пре образователем.

На чертеже дана функциональная схема устройства для измерения линейных и угловых перемещний.

Устройство содержит вал 1, жестко связанный с контролируемым объектом, дифференциальный фазовый первичный преобразователь, состоящий из растрового анализатора 2, выполненного в виде диска с радиально-центральным растром, сканатора 3, выпол1з ненного в виде рамки с двумя фрагмеитами растра, излучателей 4 и фотоприемников 5, соединенных по дифференциальной схеме, блок 6 формирования сигнала разности фаз, блок 7

20 формирования сигнала длительности периода, блок 8 вычисления отношения, масштабируемый блок 9 и вычислительный блок 10 с индикатором.

Уст ройс тво работ ае т следующим образом.

842405 где о" — величина шага растра, число целых шагов, укладывающихся в величине измеряемого угла поворота, Ч вЂ” угол, величина которого, определяется путем внутришаговой интерполяции.

Световой поток от излучателей 4 проходит через измерительный растровый анализатор 2, модулируется непрерывно колеблющимся сканатором 3 и попадает на фотоприемники 5.

Электрические сигналы, вырабатываемые фотоприемниками 5, поступают на входы блока 6 формирования сигнала разности фаз, длительность которого пропорциональна разности фаз этих сигналов. А один из них, кроме того, поступает на вход блока 7 формирования сигнала длительности периода, длительность которо- 20 го равна периоду Т сигнала одного из фотоприемников 5.

При повороте растрового анализатора 2 на целое число штрихов К длительность сигнала на выходе блока

6 формирования сигнала разности фаз изменится от 0 до Т, а. угол Ч выразится в виде сигнала длительностью t, где 0 <4 < Т..

Блок 8 вычисления отношения, на входы которого поступают сигналы от блоков 6 .и 7 формирования разности фаз и длительности периода, вычисляет отношение длительности первого сигнала ко второму. При этом погрешности эа счет различных дестабилизирующих факторов, а особенно, за счет изменения частоты колебаний сканатора 3, очень мало сказываются на результате отношения, так как их влияние на оба сигнала 40 блока 6 формирования сигнала разности фаэ и блока 7 формирования сигнала длительности периода примерно пропорционально. результат отношения Й/Т определя- 45 ет долю шага растра, на которую повернулся объект сверх целого числа шагов. Прохождение этого сигнала через масштабирующий блок 9 позволяет выразить его величину в абсолютных угловых единицах путем умножения на цену шага.

Вычислительный блок 10 с индикатором подсчитывает угол, выраженный количеством целых шагов растра К Ф и прибавляет к нему угол

4 Й. -.

Измерение лйнейных перемещений отличается от предлагаемого лишь применением параллельно-линейного растра, жестко связанного, например, с рабочим органом станка.

Применение предлагаемого устройства существенно повышает точность измерения эа счет ослабления влияния колебаний частоты сканирования, а также различных дестабилизирующих факторов как, например, сопряжения растров.

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных и угловых перемещний, содержащее дифференциальный фазовый первичный преобразователь с растровым анализатором и блок формирования сигнала разности фаз, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено блоком формирования сигнала длительности периода и соединенными поледовательно блоком вычисления отношений, масштабирующим блоком и вычислительным блоком с индикатором; входы блока вычисления отношений соединены с выходами блока формирования сигнала разности фаз и блока формирования сигнала длительности периода, а входы последних соединены с.дифференциальным фазовым первичным преобразователем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мироненко А.В. Фотоэлектрические измерительные системы. М., "Энергия", 1967, с.131-132 (прототип) .

842405

Составитель Е. Глазкова

Техред Н. Бабурк а КорректорН.Швыдкая

Редактор Е.Кинив

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4

Заказ 5048/40 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

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