Устройство для измерения линейных перемещений объектов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик („)968832 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.05.81 (21) 3287608/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) N Кл з

Ci 06 К 9/46

Гасударственный кюмитет (53) УДК 681.327.. 12 (088.8) Опубликовано 23.10.82. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 28.10.82 ло делам иэобретений и открытий (72) Авторы изобретения ча шк н-®М

/- СО (1etTfjo

y(( на ",ордеы а те 4.щщ е н и

М. П. Гришин, Е. В. Скрибанов и

Завод-ВТУЗ при Московском трижды ор

Октябрьской Революции и ордена Трудово Кр автомобильном заводе им. И. А. Лихачева (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для измерения геометрического положения объектов, и может быть использовано в системах программного управления металлорежущими станками. 5

Известно устройство для измерения линейных перемещений объектов, содержащее растровую шкалу с нанесенными на нее штри хами, осветитель, линзовый растр, фокусиру ющий элемент, зеркало, установленное на оси электромагнитного вибратора, диафрагму, фотоприемник и счетчик числа импульсов, причем штрихи растровой шкалы, освещаемые с помощью осветителя, через линзовый растр проецируются фокусирующим элементом на поверхность зеркала и, отражаясь от него, освещают через диафрагму фотоэлемент. В устройстве производится электромеханическое сканирование изображения штри хов с помощью электромагнитного вибратора (1).

Недостатком этого устройства является его невысокая точность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения линейных перемещений объектов, содержащее носитель информации, оптически связанный с источником света и через фокусирующий элемент с формирователем сигналов, выход которого подключен к элементу задержки, триггер, соединенный с синхрогенератором и с первым элементом И, счетчик, подключенный к второму и третьему элементам И и к индикатору, и логический блок (2) .

Недостаток известного устройства также состоит в невысокой точности устройства.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее носитель информации, оптически связанный с источником света и фокусирующим элементом, элемент задержки, соединенный с формирователем сигналов, подключенным к одному входу пер вого элемента И, другой вход которого соединен с элементом задержки, и к одному входу второго элемента И, синхрогенератор, соединенный с формирователем сигналов, оптически связанным с фокусирующим элементом, и с другим входом второго элемента И, счетчик, входы которого подключены к выходам второго и третьего элементов И, а вы968832 ход соединен с индикатором, и первый триггер, один вход которого подключен к синхрогенератору, а выход соединен с другим входом первого элемента И, введены первый инвертор, вход которого соединен с формирователем сигналов, а выход подключен к одному входу третьего элемента И, другие входы которого соединены с синхрогенератором и с элементом задержки, второй инвертор, вход которого подключен к элементу задержки, а выход соединен с входом второго элемента И, второй триггер, один вход которого подключен к выходу первого элемента

И, а выход соединен с другими входами вто5 !

0 рого и третьего элементов И, и четвертый элемент И, входы которого подключены к синхрогенератору, к второму триггеру и к первому и второму инверторам, а выход подключен к другим входам первого и второго триггеров.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит источник света (осветитель) 1, носитель 2 информации (растровую шкалу), фокусирующий элемент 3, формирователь 4 сигналов и вычислитель 5, включающий синхрогенератор 6, элемент 7 задержки, триггеры 8 и 9, инверторы 10 и

11, первый 12, второй 13, третий 14 и четвертый 15 элементы И, счетчик 16 и индикатор 17.

Устройство работает следующим образом.

Растровая шкала 2, представляющая собой плоскую пластину (или ленту) из прозрачного материала с нанесенными на нее

30 непрозрачными штрихами, либо из непрозра35

45 чного материала с прорезями, освещается с помощью осветителя I. Лучи света, проходя через прозрачные участки растровой шкалы, воспринимаются фокусирующим элементом 3, который проектирует изображение растровой шкалы на светочувствительную поверхность формирователя 4, который представляет из себя набор расположенных в один ряд фотоэлементов. Опрос элементов формирователя 4 осуществляется последовательно от первого до последнего. С этой целью формирователь 4 содержит свой регистр сдвига. Шаг нанесения штрихов на шкале выбирается таким, чтобы он был мень50

55 ше длины светочувствительной части формирователя 4. При считывании информации с формирователя 4, т. е. при последовательном сдвиге ее в регистре, на его выходе появляется видеоимпульсы от тех ячек, которые освещены. Для определенности предположим, что штрихи светлые. Тогда на выходе формирователя 4 видеоимпульсы появятся от тех ячеек, на которые спроецированы штрихи. Если за время между двумя считываниями происходит сдвиг растровой шкалы относительно формирователя 4, то штрих сместится в ту или другую сторону.

Зная положение видеоимпульсов при предыдущем считывании и их текущее положение, можно определить приращение, выраженное в количестве импульсов, а значит и определить истинное смещение, поскольку расстояние между ячейками ЛФВС строго фиксировано и известно. Управление режимом записи информации в регистр и ее сдвиг в регистре на выходе формирователя 4 осуществляется с помощью синхрогенератора 6.

При поступлении сигнала с выхода синхрогенератора 6 на вход формирователя 4 информация об изображении переписывается в его выходной регистр. Сдвиг информации производится под действием тактовых импульсов синхрогенератора 6. Пусть при этом от штрихов соответствует уровень логической единицы «1». Видеосигнал с выхода формирователя 4 поступает на элементы И 12 и

13, а также на вход элемента 7 задержки, который осуществляет задержку его на время, равное одному периоду сканирования изображения, т. е. периоду следования импульсов записи, поступающих с выхода синхрогенератора 6. При этом число сдвигающих импульсов, поступающих на другой вход формирователя 4 за время между двумя импульсами записи, должно быть не меньше числа ячеек формирователя 4. С приходом импульса записи с синхрогенератора 6 информация об изображении записывается в выходной регистр формирователя 4.

Одновременно триггер 8 установится в состояние «1». По окончании импульса запись информации из регистра сдвигается на выход формирователя с приходом каждого импульса сдвига (тактового импульса), поступающего с другого выхода синхрогенератора 6.

Триггер 9 перейдет в состояние «1» тслько после того, как на выходе формирователя

4 и на выходе элемента 7 задержки сигналы совпадут, т. е. на всех входах элемента И 12 при этом будет состояние «1». Триггер 9, перейдя в состояние «1», откроет по одному из входов элементы И 13, 14 и 15 и подготовит их к пропусканию сигналов тактовой частоты с синхрогенератора 6. Если при этом видеосигнал с выхода формирователя 4 опережает по фазе видеосигнал с выхода элемента 7 задержки, то импульсы тактовой частоты приходят на выход элемента И 13 и далее на суммирующий вход счетчика 16, так как видеосигнал с выхода элемента 7 задержки подается на вход элемента И 13 через инвертор 11.

Если видеосигнал с выхода формирователя 4 запаздывает относительно видеосигнала с выхода элемента 7 задержки, то импульсы тактовой частоты проходят через открытый элемент И 14 на вычитающий вход счетчика 16. Импульсы тактовой частоты проходят на выход элементов И 13 или 14 до тех пор, пока присутствует видеосигнал на выходе элемента 7 задержки или на выходе фор968832

Формула изобретения

5. ч

Составитель Т. Ничипорович

Редактор Н. Рогулич Техред И. Верес Корректор М.Шароши

Заказ 818!/78 Тираж 73l П одп исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мирователя 4. По окончании последнего видеосигнала с этих выходов откроется элемент И 15 и с появлением на его входе импульса тактовой частоты, он пройдет на входы установки в «О» триггеров 8 и 9 и установит их в состояние логического нуля. Та- 5 ким образом, при относительном перемещении растровой шкалы 2 и формирователя 4 видеосигнал на его выходе смещается в ту или другую сторону относительно видеосигнала с выхода элемента 7 задержки и импульсы, соответствующие этому смещению, про10 ходят на суммирующий или вычитающий входы счетчика 16. При этом при перемещении растровой шкалы 2 в одну сторону, например вправо, число, записываемое в счетчик, растет, при перемещении влево — уменьшается.

Если относительного перемещения не будет, то импульсы на входы счетчика не проходят.

Состояние счетчика отображается с помощью индикатора 17.

Таким образом, введение новых элементов и новых конструктивных связей позволяет повысить точность устройства:а также на несколько порядков снизить требования по точности нанесения штрихов на растровой шкале.

Устройство для измерения линейных перемещений объектов, содержащее носитель информации, оптически связанный с источником света и фокусирующим элементом, эле.l0 мент задержки, соединенный с формирователем сигналов, подключенным к одному входу первого элемента И, другой вход которого соединен с элементом задержки, и к одному входу второго элемента И, синхрогенератор, соединенный с формирователем сигналов, оптически связанным с фокусирующим элементом, и с другим входом второго элемента И, счетчик, входы которого подключены к выходам второго и третьего элементов И, а выход соединен с индикатором, и первый триггер, один вход которого подключен к синхрогенератору, а выход соединен с другим входом первого элемента И, отличаюи4ееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит первый инвертор, вход которого соединен с формирователем сигналов, а выход подключен к одному входу третьего элемента И. другие входы которого соединены с синхрогенератором и с элементом задержки, второй инвертор, вход которого подклочен к элементу задержки, а выход соединен с входом второго элемента

И, второй триггер, один вход когорого подключен к выходу первого элемента И, а выход соединен с другими входами второго и третьего элементов И, и четвертый элемент И входы которого подклк:чены к с .нхрогенератору, к второму триггеру н к первому и второму инверторам; а выход подключен к другим входам первого и второго триггеров.

Источники информации, принятые вс внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 410420, кл. C 06 К 11/00, 1972.

2. Патент ФРГ ¹ 25?3498, кл. Ci 06 К 7/14, опублик, 1976 (прототи ).