SU1693380A1 - Photoelectric displacement converter - Google Patents

Abstract

Translated fromRussian

Изобретение относитс  к измерительной технике, Цель изобретени  - повышение разрешающей способности преобразовател . Источник света 1 Формирует поток излучени , который, пройд  конденсатор 2, проходит измерительный растр 3, индикаторный растр 4 и дополнительный индикаторный растр 5, с фотоприемников 6 снимаетс  сигнал грубого отсчета, фиксируемый блоком 9 обработки сигнала. С порогового устройства 8, подключенного к дополнительным фотоприемникам 7, снимаютс  сигналы точного отсчета, фиксируемые блоком 9 обработки сигнала. Формирование сигналов точного отсчета обеспечиваетс  за счет нониусного сопр жени  измерительного растра 3 и дополнительного индикаторного растра 5. 2 ил.The invention relates to a measurement technique. The purpose of the invention is to increase the resolution of a converter. Light source 1 Generates a radiation flux, which, after passing through the capacitor 2, passes the measuring raster 3, the indicator raster 4 and the additional indicator raster 5, a coarse signal is detected from the photodetectors 6, detected by the signal processing unit 9. With the threshold device 8 connected to the additional photodetectors 7, the signals of the exact counting are recorded, fixed by the signal processing unit 9. Accurate reading signals are generated by the vernial matching of the measuring raster 3 and the additional indicator raster 5. 2 Il.

Description

Translated fromRussian

ipuziipuzi

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных и угловых перемещений различных объектов.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure linear and angular movements of various objects.

Известно устройство дл  измерени  перемещени , содержащее источник излучени , линзу, растровое сопр жение из измерительной и индикаторный решеток с четырьм  группами штрихов, группу фотоприемников по числу групп штрихов, по одной риске начала отсчета, на каждой решетке с соответствующими фотоприем- никамй, и схему обработки сигнала 1.A device for measuring movement is known, comprising a radiation source, a lens, a raster junction of measuring and indicator grids with four groups of strokes, a group of photodetectors by the number of groups of strokes, one risk of origin, on each grid with appropriate photoreceivers, and a processing circuit signal 1.

Недостатком устройства  вл етс  низка  разрешающа  способность из-за низкой дискретизации отсчета.The disadvantage of the device is low resolution due to low sampling rate.

Известен фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий источник излучени , конденсорную линзу, растровое сопр жение измерительной и индикаторной пластин, содержащее четыре группы растровых решеток, смещенных одна относительно другой на четверть периода , блок фотоприемников и схему обработки сигналов, обеспечивающую дальнейшее деление сигнала 2.A photoelectric displacement transducer is known, which contains a radiation source, a condenser lens, a raster junction of measuring and indicator plates, containing four groups of raster gratings displaced from one another by a quarter of a period, a block of photodetectors, and a signal processing circuit that further divides the signal 2.

Недостатком известного преобразовател   вл етс  низка  точность измерени  из-за вли ни  погрешности нанесени  растровых шкал и погрешностей, вносимых блоком обработки при делении периода сигнала .A disadvantage of the known transducer is the low measurement accuracy due to the influence of the raster scale application error and the errors introduced by the processing unit when dividing the signal period.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет обеспечени  нар ду с грубым и точного отсчета в оптическом тракте .The aim of the invention is to improve the accuracy by providing, in addition to a coarse and accurate reading in the optical path.

Цель изобретени  достигаетс  тем, что в фотоэлектрическом преобразователе Перемещений содержащем оптически св занные источник света, конденсорную линзу, измерительный растр со шкалой, индикаторный растр со шкалой и фотоприемники, блок обработки сигнала, вход которого св зан с фотоприемниками, введено пороговое устройство, дополнительные фотоприемники , индикаторный растр выполнен с дополнительной шкалой, образующем со шкалой измерительного растра конусное сопр жение и.  вл етс  шкалой точного отсчета, дополнительные фотоприемники располагаютс  в зонах формировани  нониусных полос, пороговое устройство входами и выходами подключено соответственно к дополнительным фотоприемникам и блоку обработки сигнала.The purpose of the invention is achieved in that in a photoelectric displacement transducer containing an optically coupled light source, a condenser lens, a measuring raster with a scale, an indicator raster with a scale and photoreceivers, a signal processing unit whose input is connected to photodetectors, a threshold device is inserted, additional photodetectors, the indicator raster is made with an additional scale, which forms a cone junction and with the scale of the measuring raster. It is an accurate reference scale, additional photodetectors are located in the areas of the formation of vernier bands, the threshold device is connected to additional photoreceivers and a signal processing unit by inputs and outputs.

На фиг.1 представлена функциональна  схема преобразовател ; на фиг.2 - конструкци  измерительного и индикаторных растров и расположение дополнительных фотоприемников.Figure 1 presents the functional diagram of the Converter; Fig. 2 shows the construction of measuring and indicator rasters and the arrangement of additional photodetectors.

Преобразователь содержит оптически св занные источник 1 света, конденсор 2, измерительный 3 и индикаторный 4 растры, дополнительный индикаторный растр 5, образующий с измерительным растром 3 но- ниусное сопр жение, фотоприемники 6, дополнительные фотоприемники 7, расположенные в зонах формировани  комбинационных кониусных полос, пороговоеThe converter contains optically coupled light source 1, a condenser 2, a measuring 3 and an indicator 4 rasters, an additional indicator raster 5, which forms with the measuring raster 3 a bottom conjugation, photodetectors 6, additional photodetectors 7 located in the zones of the formation of combinational cone bands threshold

устройство 8, входы которого подключены к дополнительным фотоприерлникам 7, блок 9 обработки сигнала, входы которого св заны с фотоприемниками 6 и выходами порогового устройства 8.a device 8, the inputs of which are connected to additional photo-perimeters 7, a signal processing unit 9, the inputs of which are connected to the photo-detectors 6 and the outputs of the threshold device 8.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

Источник 1 света формирует поток излучени  направл емый на конденсор 2. Поток излучени , пройд  измерительный и индикаторные растры 3-5, формирует на выходах фотоприемников 6 и дополнительных фотоприемников 7 электрические сигналы, амплитуда которых измен етс  при перемещении измерительного растра 3.The light source 1 generates a radiation flux directed to condenser 2. The radiation flux passed through the measuring and indicator rasters 3-5 generates electrical signals at the outputs of the photoreceivers 6 and additional photoreceivers 7, the amplitude of which changes as the measuring raster 3 moves.

Блок 9 обработки сигнала фиксирует величину грубого перемещени  измерительного растра 3 по количеству сигналов, формируемых на выходе фотоприемников 6. Один сигнал формируетс  при перемещении измерительного растра на величину, равную одному периоду штриховой решетки , нанесенной на измерительный растр 3. При перемещении измерительного растра 3 на величину, равную одному периодуThe signal processing unit 9 fixes the amount of coarse movement of the measuring raster 3 by the number of signals generated at the output of the photodetectors 6. One signal is formed when the measuring raster is moved by an amount equal to one period of the dashed grid applied to the measuring raster 3. When the measuring raster 3 is moved by equal to one period

штриховой решетки, на выходах дополнительных фотоприемников 7 последовательно формируютс  сигналы, число которых равно числу комбинационных муаровых полос, формируемых измерительным растром 3 и дополнительным индикаторным растром 5.the dashed grating; at the outputs of the additional photodetectors 7, signals are successively formed, the number of which is equal to the number of combination moire bands formed by the measuring raster 3 and the additional indicator raster 5.

Сигналы, формируемые на выходах до- полнительных фотоприемников 5, поступают на пороговое устройство 8, осуществл ющее дискриминацию по амплитуде , и далее на вход блока 9 обработки сигнала.The signals generated at the outputs of the additional photodetectors 5 are fed to the threshold device 8, which discriminates in amplitude, and then to the input of the signal processing unit 9.

Блок 9 обработки сигнала фиксирует перемещение измерительного растра 3 на величину , меньшую периода штриховойThe signal processing unit 9 fixes the movement of the measuring raster 3 by an amount less than the dashed period.

решетки, нанесенной на измерительный растр 3.gratings applied to the measuring raster 3.

Использование преобразовател  позвол ет повысить его разрешающую способность до величины, меньшей периодаThe use of the converter allows to increase its resolution to a value shorter than the period

штриховой решетки, нанесенной на измерительный растр.dashed grating deposited on the measuring raster.

Claims (1)

Translated fromRussian

Формула изобретени  Фотоэлектрический преобразователь перемещени , содержащий оптически св занные источник света, конденсорную линзу , измерительный растр со шкалой, индикаторный растр со шкалой, фотоприемники, блок обработки сигнала, вход которого св зан с фотоприемниками, отличающий с   тем, что, с целью повышени  точности, он снабжен пороговым устройством, дополнительными фотоприемниками, индикаторный растр выполнен с дополнительнойThe invention of a photoelectric displacement transducer comprising an optically coupled light source, a condenser lens, a measuring raster with a scale, an indicating raster with a scale, photodetectors, a signal processing unit, the input of which is associated with photodetectors, characterized in that it is equipped with a threshold device, additional photodetectors, the indicator raster is made with additionalшкалой, образующей со шкалой измерительного растра нониусное сопр жение  в- л ющеес  шкалой точного отсчета, дополнительные фотоприемники распола- гаютс  в зонах формировани  комбинационных конусных полос, пороговое устройство входами и выходами подключено соответственно к дополнительным фото- приемникам и блоку обработки сигнала.With a scale that forms a vernier conjugation with an exact counting scale with the scale of the measuring raster, additional photoreceivers are located in the zones of formation of combinational cone strips, the threshold device is connected to additional photoreceivers and a signal processing unit.Т7 Т Т Т ТT7 T T T Ti ж о щ жi w o w wфиг.22