Сканирующее устройство

 

Изобретение относится к оптикомеханическим устройствам. Цель изобретения - получение сканирующего устройства со стабилизированной амплитудой колебаний при соблюдении резонансного условия и с жестко привязанной к углу поворота системой калибровочных меток. Сканир1пощее устройство содержит колебательный сканатор с электромагнитным приводом 1, датчик. 3, амплитуда сигнала которого пропорциональна амплитуде механических колебаний, а частота соответствует частоте механическо1 о разонанса колебательной системы, устройство управления приводом сканатора 5,сравнивающее , устройство 4, задатчик амплитуды колебаний 13 и устройство начального запуска 2. Эти элементы соединены таким образом, что с приходом запускающего импульса все устройство начинает работать как генератор с электромеханической положительной .обратной связью на частоте механического резонанса сканатора. ЖеiCTKO связанные с углом поворота сканатора калибровочные метки формируются с помощью генератора меток 8, частота следования импульсов которо1 го определяется сигналом с фазового детектора 6, сравнивающего фазы сигналов с датчика 3 и делителя частоты 7, на вход которого подается сигнал с генератора 8 меток. Регистрирующее устройство 12, вьтолненное на микропроцессорной основе, сообщает меткам требуемую размерность. 1 ил. W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) 2020 Al

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГООУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4!92653/24-10 (22) 12,02.87 (46) 07.09.88. Бюл. У 33 (71) Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (72) Б.Л. Буковский и В.Н. Пучков. (53) 535.8(088.8) (56) Приборы и техника эксперимента, l98l, У 1, с. 269. (54) СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к оптикомеханическим устройствам. Цель изобретения - получение сканирующего устройства со стабилизированной амплитудой колебаний при соблюдении резонансного условия и с жестко привязанной к углу поворота системой калибровочных меток. Сканирующее устройство содержит колебательный сканатор с электромагнитным приводом датчик 3, амплитуда сигнала которого пропорциональна амплитуде механических колебаний, а частота соответству(5D 4 С 01 J 3/06, С 02 В 26/)О ет частоте механического разонанса колебательной системы, устройство управления приводом сканатора 5,сравнивающее устройство 4, задатчик амплитуды колебаний 13 и устройство начального запуска 2. Эти элементы соединены таким образом, что с приходом запускающего импульса все устройство начинает работать как генератор с электромеханической положительной ,обратной связью на частоте меха нического резонанса сканатора. Же:стко связанные с углом поворота сканатора калибровочные метки формируются с помощью генератора меток 8, частота следования импульсов которо,I о определяется сигналом с фазового

:детектора 6, сравнивающего фазы сигналов с датчика 3 и делителя частоты

7, на вход которого подается сигнал С, с генератора 8 меток. Регистрирующее

Й2 устройство 12, выполненное на микропроцессорной основе, сообщает меткам требуемую размерность. 1 ил.

1422020

Изобретение относится к оптикомеханическим устройствам с системами управления и может найти применение при разработке спектральных приборов

5 и других оптических систем, снабженйых системами сканирования с магнитоэлектрическим приводом.

Целью изобретения является повыше-. ние надежности sa счет стабилизации амплитуды колебаний сканатора при соблюдении резонансного условия и поЛучение калибровочных, жестко привязанных к углу поворота исполнительного механизма, отсчетных меток.

На фиг. 1 представлена схема пред лагаемого устройства.

Схема содержит привод сканатора 1, устройство 2 начального запуска, датчик 3 колебаний сканатора, :сравнивающее устройство 4, устройство 5 управления приводом, фазовый детектор 6, делитель 7 частоты, генератор 8 меток, программируемый счетчик 9 меток, формирователь 10 строб- 25 ,импульсов, ключевую схему 11, регистрирующее устройство 12, задатчик 13 . амплитуды колебаний и калибратор 14.

Принцип действия предлагаемого устройства заключается в следующем.

Обмотка привода 1 магнитоэлектрического сканатора, обладающего некоторой частотой собственного механического резонанса, датчик 3 колеба= ний, амплитуда сигнала которого про» 35 порциональна амплитуде механических колебаний сканатора, и устройство 5 управления приводом, которое, может быть выполнено, например, в виде ждущего релаксационного генератора с 0 управляемым напряжением скважностью следования импульсов, образуют элект- ромеханический генератор, который .возбуждается пусковым импульсом устройства 2 начального запуска и далее работает в автоколебательном режиме с частотой, соответствующей частоте механического резонанса сканатора, Амплитуда сигнала с датчика 3 сравни-вается в устройстве с напряжением уставки задатчика 13 начальной ампли.«50 туды колебаний. При изменении механических параметров сканатора (старение материалов и т.п.) изменяется амплитуда сигнала с датчика 3 колебаний, . 55 и на выходе сравнивающего устройства

4 появляется сигнал рассогласования, который, воздействуя на устройство 5 управления приводом, изменяет его выходкой сигнал (например, скважность) таким образом, чтобы амплитуда механических колебаний сканатора была постоянной и не зависела от изменений частоты механического резонанса.

Получение стабильных по амплитуде механических колебаний сканатора указанными средствами позволяет реализовать жесткую привязку шкалы отсчет-, ных меток к углу поворота сканатора.

Это осуществляется следующим обра- . зом.

Сигнал с датчика 3, частота которого соответствует частоте механических колебаний сканатора, которая может изменяться, например, при старении его механических узлов или их замене, подается на один из входов фазового детектора 6, на второй вход которого подается сигнал через согласующий делитель 7 частоты генератора меток 8, который управляется по частоте, средняя частота которого устанавливается соответствующей начальной частоте механического резонанса сканатора. Изменение частоты механического резонанса приводит к изменению выходного сигнала фазового детектора 6 и, соответственно, пропор" циональному изменению частоты управ" ляемого генератора меток.

Таким образом, при любой частоте механического резонанса сканатора (в пределах возможного диапазона изменений этой частоты) в одном пе" риоде его механических колебаний укладывается определенное число периодов колебаний генератора 8 меток.

Для получения рабочего участка углового перемещения сканатора, в котором шкала полученных меток максимально линейна, используются программируемый счетчик 9 меток, формирователь строб-импульса и ключевая схема ll, Допустим, что в половине периода колебаний сканатора, соответствующей максимальному углу поворота исполнительного механизма, укладывается

1000 сформированных указанными средствами меток. Допустим также,, что линейному участку углового перемещения сканатора соответствует интервал, в который укладывается 500 меток (по

250 меток в обе стороны от положения равновесия исполнительного механизма). Программируемый счетчик 9 вырабатывает два импульса, один иэ ко-" торых соответствует 250-й метке, счиз 142 тая от одного из крайних положений сканатора, а другой — 750-й. С прихо.дом этих импульсов на формирователь

10 строб-импульса последний вырабатывает сигнал, открывающий ключевую схему ll, импульсы меток с генератора 8 через ключевую схему 11 проходят на регистрирующее устройство 12.

Таким образом, выбирается максимально линейный участок углового перемещения сканатора, которому соответст-. вует линейная шкала "электронных" меток (в данном примере состоящая иэ 500 меток).

Жесткая привязка начала отсчета счетчика 9 выходных импульсов генератора 8 меток с одним иэ крайних положений сканатора осуществляется путем управления счетом меток сигна-. лом с делителя 7 частоты (например, по R-выходу счетчика 9), сигнал с которого по частоте и фазе жестко привязан с точность до фазы к сигналу датчика. 3 колебаний.

Регистрирующее устройство 12, выполненное на микропроцессорной осно.ве, фиксирует число меток (например, до интересующей точки на изображении спектра) и выполняют операцию умножения на калибровочный коэффициент, ко тарый определяется на этапе аттестации . устройства в целом (например, с помощью тест-спектров). Строб-импульс, сформированный с помощью устройства

l0, может использоваться, например, для получения импульса гашения при отображении исследуемого параметра осциллографическими или другими устройствами.

4 устройство, отличаюше" с л тем, что, с целью повышения надежности за счет стабилизации амплитуды колебаний сканатора при соблюдении ре5 зонансного условия и получения калибровочных, жестко привязанных к углу поворота исполнительного механизма, отсчетных меток, введены устройство начального"запуска, датчик колебаний, сравнивающее устройство, устройство управления приводом сканатора, задатчик амплитуды колебаний, фазовый детектор, генератор меток, делитель частоты, счетчик меток, формирователь строб-импульса, ключевая схема и калибратор, причем вход устройства начального запуска соединен с первым управляющим входом привода сканатора, 20 датчик колебаний механически соединен с приводом сканатора и его выход соединен с первыми входами сравнивающего устройства, фазового детектора и устройства управления сканатором, 25 второй вход сравнивающего устройства связан с выходом задатчика начальной амплитуды колебаний,. а выход - с вторым входом устройства управления приводом, выход которого соединен с

gp вторым управляющим входом привода сканатора, выход генератора меток соединен с входами делителя частоты, счетчика меток и первым входом ключевой схемы, выход делителя частоты ,соединен с управляющим входом счет, чика меток и с вторым входом фазового детектора, выход которого соединен с управляющим входом генератора меток, выход счетчика меток соединен

4О:с входом формирования строб-импульса, выход которого соединен с вторым входом ключевой схемы и первым входом регистрирующего устройства, второй вход которого подключен к выходу клю45 чевой схемы, а третий вход — к калибратору. формула изобретения

Сканирующее устройство, содержащее магнитоэлектрический колебательный привод сканатора и регистрирующее

Составитель Г. Мельников

Редактор А. Шандор Техред Л.Олийнык

Корректор С. Черни

Заказ 4420/38 Тираж 499 Подписное

БНИИПИ 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