Фазовое светодальнометрическое устройство для бесконтактного контроля формы поверхности

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение быстродействия за счет автоматизации замера фазы и использования без инерционных элементов. В устройстве применена управляемая электрооптическая линия 5 задержки, осуществляющая управление фазовым сдвигом между двумя ортогональными составляющими поляризации, чем осуществляется регулирование СВЧ-фазы эллиптически поляризованного луча. Кроме того в устройстве применены формирователь 9 кода и блок 10 управления, что позволяет в совокупности с другими элементами схемы автоматизировать процесс. 4 ил.

(19) (11) СООЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)5 G 01 В 21 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4387024/24-28 (22) 26.01.88 (46) 07.06.90. Бюл. 1".- 21 (7 1) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) A.Ë.Ìåëêîíÿí, Н.С.Марголин, M.Á.Ñòîëáoâ и В.И.Якименко (53) 531.717 (088.8) (56) Мовсесян P.À., Мартиросян А.А., Амбарцимян Ф.Б. Электрооптический светодальномер ВСА-600. — Геодезия и аэрофотосъемка. Изв. Вузов, 1973, У 5. (54) ФАЗОВОЕ СВЕТОЛАЛЬНОМЕТРИЧЕСКОЕ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО KDHTPDЛЯ ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТИ

2 (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение быстродействия за счет автоматизации замера фазы и использования без инерционных элементов. В устройстве применена управляемая электрооптическая линия

5 задержки, осуществляющая управление фазовым сдвигом между двумя ортбгональными составляющими поляризации, чем осуществляется регулирование

СВЧ-фазы эллиптически поляризованно. го луча. Кроме того, в устройстве применены формирователь 9 кода и блок

10 управления, что позволяет в совокупности с другими элементами схемы автоматизировать процесс. 4 ил.

1569535

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике,и может быть использовано для бесконтактного измерения дальности при контроле формы поверхности различных объектов, 5

I при контроле линейных перемещений поверхностей и объектов под воздействием внешних факторов, для решения задач метрологии., геодезии, машиностроения.

Целью изобретения является повышение быстродействия за счет автоматизации замера фазы и использования инерционных элементов. f5

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2— пример реализации формирования кода; на фиг. 3 — пример реализации блока управления; на фиг. 4 — реали- 20 зация электрооптической линии .задержки.

Блок управления с помощью генератора пилообразного напряжения задает скорость подстройки фазы, определяет через. частоту генератора тактовых импульсов точность .измерения фазы и синхронизирует работу электрооптической линии задержки и формирователя кода, вследствие чего значе- ние сформированного кода является а значением измеренной фазы.

Фазовое светодальнометрическое устройство содержит лазер 1, электрооптический модулятор 2, СВЧ-генератор

3, приемно-передающую оптическую сис- 3э тему 4, управляемую электрооптическую линию 5 задержки, анализатор 6, приемник 7 излучения, компаратор 8,,формирователь 9 кода и блок 10 управления.

Формирователь 9 кода содержит, например, элемент 11 задержки, счетчик 12, элемент И 13, при этом такто- вый вход формирователя 9 кода подключен к счетному входу счетчика 12, . выход которого через элемент И 13 подключен к информационному выходу формирователя 9 кода. Блок 10 управления содержит, например, последовательно соединенные элемент 14 задерж- ки, элемент ИЛИ 15, триггер 16 и генератор 17 пилообразного напряжения.

Генератор 18 тактовых импульсов через элемент И 19 подключен к выходу блока 10 управления. Электрооптическая линия 5 задержки содержит, например, последовательно соединенные СВЧфаэовращатель 20, входы которого под4 ключены к выходу СВЧ-генератора 3 и блока 10 управления и электрооптический модулятор 21, вход которого подключен к выходу фазовращателя 20.

Устройство работает следующим об разом.

В исходном состоянии оптическая ось приемно-передающей оптической системы ориентирована на контролируемую поверхность. В блоке 10 управления частота пилообразующей пилообразного напряжения установлена в соответствии с модуляционной.характеристикой электрооптической линии 5 . задержки, а частота тактовых импуль сов — в соответствии с допустимой аппа ратурной погрешностью измерений фазы в формирователе 9 кода.

При начале измерений включается лазер 1 и запускается блок 10 управления при помощи одиночного импульса на вход "Запуск" и через элемент

ИЛИ 15 íà S-вход триггера 16, который устанавливает его в.состояние, при котором запускается генератор 17 пилообразного напряжения и разрешается прохождение тактовых импульсов от генератора 18 на вход элемента И 19. .После включения лазера 1 его луч проходит модулятор 2, формирующий эллиптически поляризованное излучение со сдвигом фаз = sin (dt + М между ортогональными составляющими вектора электромагнитного излучения лазера, формируя эллиптически поляризованное излучение, эллиптичность которого промодулирована СВЧ-частотой. Эллиптически поляризованный луч направляется приемно-передающей системой 4 на контролируемую поверхность и после отражения через интервал времени Т =- 23/С попадает на электрооптическую линию 5 задержки, имея сдвиг фазы СВЧ-колебаний

М

= ЫТ, являющийся мерой расстояния

С Мэ до объекта D = †- . При этом сте2 пень его эллиптичности определяется значением у= sin(u)t — ч" ), линия

5 задержки также изменяет эллиптичность луча в соответствии с прилагаемым к нему напряжением U sin(ы t +

+4(g) + П СВЧ-генератора 3: — sin(at -Ч ) + y — (sin(M t +

Й (. — (Я

+Ась) + y j = 2sin(— — — -) " о- 2

Vg +ач, х cos(4f е — — — — j

156953

30 где 0 4 bg(27(— управляемая фазовая

5 задержка напряжения

СВЧ-генератора.

Анализатор 6 создает на приемнике 7 излучения сигнал с интенсивностью I(t) = 1 sin (V/2), который, ус° 2 редняясь.в приемнике по многим циклам

СВЧ-колебаний, создает на его выходе сигнал

° 2à . М-У 8 . U I(t) =. I sin (sin(— — — ) cosset> ь о 2 15

Ю который зависит от амплиуды

2 ьц -v

sin(†††) при неинформативном мно2 жителе cosset.

Управляя фаэовой задержкой dq a фиксируя ее значение при выполнении условия О « цо в компараторе 8,. измеряют в формирователе 9 кода сдвиг фазы d g= Ч2 — 2ЙЧ, связанный с расстоянием до объекта. Например, если управление фазой и (Р осуществляется генератором пилообразного напряжения, то, фиксируя код, вырабатываемый формирователем 9 кода по сигналу от компаратора 8, измеряют код 6 фазы . Поэтому при. дос-. тижении сигналом на выходе фотоприемника минимального значения U < 6

В формирователе 9 кода управления 40 микрокоманда Со поступает на вход элемента И 13, разрешая считывание через него кода, накопленного в счетчике 12. Через интервал С,„, заданный элементом 11 задержки (1, - 0.,5T„, 45 т.е, не более половины .периода тактовых импульсов), импульс поступает на вход обнуления счетчика 12 и устанав6 ливает его в -исходное нулЕвое состояние. Одновременно микрокоманда

С поступает в блок 10 управления, в котором опрокидывается триггер 16, устанавливая его в исходное состояние и закрывая элемент И 19.

Таким образом, цикл измерения фазы закончен и по микрокоманде С разрешается запись кода 9„ в последующее устройство регистрации или цифровой обработки (например, статической).

Следующий цикл. измерения начинается при поступлении микрокоманды

С с выхода элемента 11 задержки

К (i T<) через элемент ИЛИ 15 на

S-вход триггера 16, .благодаря чему вновь запускается генератор 17 и разрешается прохождение тактовых импульсов через элемент И 19 на выход. блока 10 управления. формула изобретения фаэовое светодальнометрическое устройство для бескоитактного контроля формы поверхности, содержащее: оптически связанные лазер, электрооптический модулятор, приемно-передающую оптическую систему, анализатор и приемник излучения, СВЧ-генератор, подключенный к входу модулирующего блока, о т. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено блоком управления, компаратором и источником опорного напряжения, формирователем кода и управляемой линией задержки, установленной между приемно-передающей оптической системой и анализатором, первый вход компаратора предназначен для подключения источника опорного напряжения, второй вход подключен к выходу приемника излучения, а выход соединен с управляющим входом формирователя кода, информационный вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а выход является выходом устройства.

1569535

Составитель Е. Глазкова

Техред M.Õoäàíè÷ г

Корректор О.Кравцова

Редактор И.Горная

Заказ 1435 Тираж 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор >д, ул. Г"i ари <а, 101