Способ измерения перемещения растрового преобразователя

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения погрешностей от внешних влияний . Световой поток, модулированный по косинусоидальному закону, направляют на растровое сопряжение, пространственно модулируемое по синусоидальному закону с частотой модуляции светового потока. Световой поток, прошедший растровое сопряжение , преобразуют фотоприемником в электрический сигнал. Из электрического сигнала выделяют гармоническую составляюшую с частотой, равной удвоенной частоте модуляции светового потока. Фазу гармонической составляющей измеряют по отношению к опорному сигналу, имеющему частоту , равную удвоенной частоте модуляции светового потока. По измеренной разности фаз судят о взаимном перемещении растров растрового преобразователя. 1 ил. se IS9 4; 4 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК..SU„„1244485

m 4 G 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ВГ. ".: "" <

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3835730/24-28 (22) 07.01.85 (46) 15.07.86. Бюл. № 26 (71) Ленинградский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова (72) В. П. Горелик, С. Н. Коваленко и Б. Г. Турухано (53) 531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1097896, кл. G 01 В 21/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 446744, кл. G 01 В 21/00, 1972. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РАСТРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения погрешностей от внешних влияний. Световой поток, модулированный по косинусоидальному закону, направляют на растровое сопряжение, пространственно модулируемое по синусоидальному закону с частотой модуляции светового потока. Световой поток, прошедший растровое сопряжение, преобразуют фотоприемником в электрический сигнал. Из электрического сигнала выделяют гармоническую составляющую с частотой, равной удвоенной частоте модуляции светового потока. фазу гармонической составляющей измеряют по отношению к опорному сигналу, имеющему частоту, равную удвоенной частоте модуляции светового потока. По измеренной разности фаз судят о взаимном перемещении растров растрового преобразователя. 1 ил.

U =A (1+mi cosset)(1+m>cog hx+m3+

Xsin(0t) 1, где Uq — текущее значение напряжения на выходе фо оприемника;

А — амплитудное значение напряжения на выходе фотоприемника;

m — индекс амплитудной модуляции источника света; ь — частота амплитудной и фазовой модуляции;

10 т — коэффициент, характеризующий контраст полос, формируемых на выходе растровой системы;

d — период измерительного и индикаторного растров;

Лх — величина измеряемого перемеще15 ния;

m> — индекс фазовой модуляции, определяемый амплитудой сканирования индикаторного растра относительно измерительного.

Сигнал, выделяемый избирательным усилителем 6, определяется выражением:

30

40

Формула изобретения

1

Изобретение относится к измерительнои технике и может быть использовано при по строении растровых преобразователей.

Цель изобретения — повышение точнос ти путем исключения погрешностей.

На чертеже представлена функциональ ная схема устройства, реализующего способ

Устройство содержит генератор 1, синхро низированный генератор 2, вход которого подключен к выходу генератора 1, оптичес ки связанные источник 3 света, модулирую щий вход которого подключен к первому вы ходу . синхронизированного генератора 2 растровую систему 4, состоящую из измери тельного и индикаторного растров, модули рующего элемента, связанного с индика торным растром, вход модулирующего эле мента подключен к второму выходу син хронизированного генератора 2, фотопри емник 5, избирательный усилитель 6, вход которого подключен к фотоприемнику 5 и фазометр 7, входы которого подключены к выходу генератора 1 и выходу избира тельного усилителя 6.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 формирует сигнал, поступающий на опорный вход фазометра 7 и вход синхронизированного генератора 2, осуществляющего деление частоты на два.

Сигнал, формируемый на первом выходе синхронизированного генератора 2, поступает на модулирующий вход источника 3 света, формирующего поток излучения, модулированный по гармоническому закону. Сигнал, формируемый на втором выходе синхронизированного генератора 2 поступает на вход модулирующего элемента растровой сис темы 4. Модулирующий элемент, например пьезопластина, связан с индикаторным растром. Сканирование индикаторного растра относительно измерительного растра, связанного с объектом, осуществляется по гармоническому закону с амплиттудой сканирования, меньшей периода измерительного и индикаторного растров. Частота модуляции потока излучения источника 3 света равна частоте сканирования индикаторного растра относительно измерительного, входящих в растровую систему 4, а фаза модуляции сдвинута относительно фазы сканирования на 90 . Поток излучения от источника 3 света, прошедший растровую систему 4, падает на фотоприемник 5, преобразующий световой поток излучения в электрический сигнал. Гармоническая составляющая электрического сигнала с частотой, равной удвоенной частоте сканирования индикаторного растра относительно измерительного растра, выделяется избирательным усилителем 6, выходной сигнал с которого поступает на измерительный вход фазометра 7.

Электрический сигнал, формируемый на выходе фотоприемника 5, имеет сложную форму и определяется выражением:

С4 = Ae сов(2Ы+-- Лх), где Ue — текущее значение напряжения на выходе избирательного усилителя;

Аб — амплитудное значение напряжения на выходе избирательного усилителя.

Величина -ДЛх определяет фазу сигнала с частотой, равной удвоенной частоте сканирования индикаторного растра относительно измерительного растра, которая измеряется фазометром 7, на опорный вход которого поступает опорный сигнал с генератора 1. Фазовый сдвиг, измеряемый фазометром 7, линейно связан с величиной перемещения измерительного растра, относительно индикаторного растра, входящих в растровую систему 4.

Использование способа позволяет повысить точность измерения растрового преобразователя в результате уменьшения погрешностей, вызываемых изменением среднего потока излучения источника света и изменением скорости перемещения измерительного растра относительно индикаторного.

Способ измерения перемещения растрового преобразователя, заключающийся в том, что освещают растровое сопряжение, образованное измерительным и индикаторным растрами, источником света, сканируют индикаторный растр относительно измерительного по гармоническому закону с амплитудой сканирования, меньшей периода растров, преобразуют световой поток, прошедший растровое сопряжение, в электрический сигнал, выделяют гармоническую составляющую электрического сигнала с часто1244485.Составитель Т. Айсин

Редактор Л. Пчелинская Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 3905 43 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП <Патент>, г; Ужгород, ул. Проектная, 4

3 той, равной удвоенной частоте сканирования индикаторного растра относительно измерительного растра, формируют опорный сигнал, частота которого равна удвоенной частоте сканирования индикаторного растра относительно измерительного растра, и измерительный сигнал, измеряют фазовый сдвиг измерительного сигнала относительно опорного сигнала, по величине измеренного фазового сдвига определяют величину перемещения измерительного растра относительно индикаторного растра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, модулируют поток излучения источника света по гармоническому закону с частотой, равной частоте сканирования индикаторного растра относительно измерительного растра, 5 и фазой, сдвинутой относительно фазы сканирования на 90, а в качестве измерительного сигнала используют выделенную гармоническую составляющую с частотой, равной удвоенной частоте сканирования индикаторного растра относительно измерительного растра.