RU2017061C1 - Способ подсчета порядка интерференции и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ подсчета порядка интерференции и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2017061C1 RU2017061C1 SU4911270A RU2017061C1 RU 2017061 C1 RU2017061 C1 RU 2017061C1 SU 4911270 A SU4911270 A SU 4911270A RU 2017061 C1 RU2017061 C1 RU 2017061C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- interference
- bits
- outputs
- code
- balanced mixers
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000036039 immunity Effects 0.000 claims description 4
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000004556 laser interferometry Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия и помехоустойчивости. Измеряемое перемещение преобразуют с помощью оптико - электронного интерференционного преобразователя в n интерференционных сигналов, сдвинутых на Π/n по фазе, из двух интерференционных сигналов, сдвинутых на Π/2 по фазе, формируют четыре счетных импульса на каждый порядок интерференции, которые управляют счетчиком во время перемещения объекта. Результат счета заносится в старшие разряды индикации отсчетного устройства, а логической обработкой n интерференционных сигналов формируют параллельный помехоустойчивый код Грея и представляют в нем младшие разряды индикации. Устройство, реализующее способ, содержит лазер, светоделительный кубик, опорный и измерительный отражатели, модулятор, оптический клин, фотоприемник, генератор стабильной частоты, имеющий n синхронных выходов, связанных с n балансными смесителями, вторые выходы которого связаны с выходом фотоприемника. Выходы балансных смесителей через триггеры Шмитта соединены с логическим блоком, формирующим параллельный код Грея, два старших разряда которого подаются на формирователь счетных импульсов, выход которого связан с входом реверсивного счетчика. Вес каждого импульса равен Π/8 , а выход реверсивного счетчика связан со старшими разрядами индикатора. Остальные разряды параллельного кода Грея передаются с выхода логического блока на младшие разряды индикатора. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к лазерной интерферометрии, и может быть использовано для определения дробной части интерференционной полосы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ, заключающийся в том, что измеряемое перемещение преобразуют с помощью оптико-электронного преобразователя в n интерференционных сигналов, сдвинутых на π /n по фазе, два из которых управляют реверсивным счетом интерференционных полос во время перемещения объекта.
Цель изобретения - повышение быстродействия и помехоустойчивости.
Указанная цель достигается тем, что из n интерференционных сигналов формируют параллельный код Грея и представляют им младшие разряды индикации, соответствующие дробной части интерференционной полосы, формируют код, пропорциональный целому числу интерференционных полос, подсчитанных во время перемещения объекта, и представляют им старшие разряды индикации.
Устройство для подсчета порядка интерференции, содержащее лазер, светоделительный кубик, опорный и измерительный уголковые отражатели, модулятор, оптический клин, фотоприемник, блок цифровой индикации, n балансных смесителей, генератор стабильной частоты n синхронных выходов которого связаны с входами балансных смесителей, а вторые входы балансных смесителей связаны с выходом фотоприемника, и логический блок, снабжено дополнительно n триггерами Шмитта. Выходы балансных смесителей через триггеры Шмитта соединены с логическим блоком, выходы младших разрядов логического блока связаны с младшими разрядами блока индикации, а старшие разряды через реверсивный счетчик - со старшими разрядами блока индикации.
На фиг. 1 представлена схема, поясняющая способ подсчета порядков интерференции; на фиг. 2 - устройство, реализующее способ.
Световой сигнал с интерференционного преобразователя 1, пропорциональный измеряемому перемещению Δ Х, преобразуется в n интерференционных измерительных сигнала U1-Un, сдвинутых по фазе на π /n: Ui=Umcos(kΔX + 
Π), (1) где k = k = 
- оптическое волновое число,
λ - длина волны света,
Δ Х - измеряемое перемещение,
n - число инртерференционных сигналов.
λ - длина волны света,
Δ Х - измеряемое перемещение,
n - число инртерференционных сигналов.
Пусть два сигнала, сдвинутые по фазе на π /2, подаются нар логическое устройство 2:
Ui=Umcos(kΔX),
Ui+
=Umsin(kΔX). (2)
На выходе логического устройства 2 получают четыре импульса на порядок интерференции (период интерференционной полосы). Каждый импульс соответствует перемещению Δ Х = λ /4, а с учетом двойного хода измерительного луча -
. Импульсы поступают на реверсивный счетчик 3, который в зависимости от направления движения объекта производит сложение или вычитание импульсов и представляет информацию о перемещении в соответствующих дробных долях длины световых волн 
в виде цифрового кода. Направление перемещения анализируется в логическом устройстве 2, которое формирует сигналы прямой и обратный ход для реверсивного счетчика. Анализ направления производится по опережению или запаздыванию двух сигналов Ui и Ui+ 
, поступающих в логическое устройство 2. Полученный цифровой код отображается на индикаторе 4 в старших разрядах. Младшие разряды индикатора 4 формируются параллельным кодом Грея, который выделяет логический блок 5 после обработки сигналов. Параллельный код представляет информацию о перемещении внутри интервала 
с разрешением 
.
Ui=Umcos(kΔX),
Ui+
На выходе логического устройства 2 получают четыре импульса на порядок интерференции (период интерференционной полосы). Каждый импульс соответствует перемещению Δ Х = λ /4, а с учетом двойного хода измерительного луча -
Таким образом, наличие параллельного кода Грея повышает помехоустойчивость системы и ее быстродействие.
Устройство, реализующее способ подсчета порядков интерференции, работает следующим образом. Излучение лазерного источника 6 разделяется на светоделительной грани куба 7 на два пучка - измерительный и опорный. Отразившись от измерительного 8 и опорного 9 отражателей, световые пучки совмещаются на светоделительной грани под углом β , задаваемым оптическим клином 10. Угол βвыбирается равным углу дифракции световых волн на ультразвуке. После прохождения измерительного и опорного каналов интерферометра световые волны падают на акустооптический модулятор 11, в котором один из световых потоков, предположим, опорного канала, получает сдвиг частоты ωo+Ωo а затем вместе с измерительным потоком частоты ωo подается на фотоприемное устройство 12, где на частоте Ωo модуляции выделяется электрический сигнал
Uф(t)=Umcos(Ωot±kΔX). (3)
Генератор 13 стабильной частоты вырабатывает 16 синхронных электрических сигналов, сдвинутых по фазе на
. На выходах генератора сигналы описываются выражениями
U1(t)=Umcos(Ωot),
U2(t)=Umcos(Ωot+π/16),
U16(t)=Umcos(Ωot+15/16π). (4)
Один из сигналов (4) подается на излучатель 14 ультразвуковых волн, создающий в акустооптическом модуляторе бегущие звуковые волны.
Uф(t)=Umcos(Ωot±kΔX). (3)
Генератор 13 стабильной частоты вырабатывает 16 синхронных электрических сигналов, сдвинутых по фазе на
U1(t)=Umcos(Ωot),
U2(t)=Umcos(Ωot+π/16),
U16(t)=Umcos(Ωot+15/16π). (4)
Один из сигналов (4) подается на излучатель 14 ультразвуковых волн, создающий в акустооптическом модуляторе бегущие звуковые волны.
Сигналы (4), сдвинутые по фазе на 
подаются на входы шестнадцати балансных смесителей 15, на вторые входы которых подается сигнал (3) с фотоприемника. С выходов балансных смесителей 15 сигналы, сдвинутые по фазе 
на нулевой частоте поступают на триггеры Шмитта 16 и имеют вид:
U1(t)=Umcos(kΔX),
U2(t)=Umcos(kΔX+π/16),
. . . . . . . (5)
U16(t)=Umcos(kΔX+15π/16).
U1(t)=Umcos(kΔX),
U2(t)=Umcos(kΔX+π/16),
. . . . . . . (5)
U16(t)=Umcos(kΔX+15π/16).
После триггеров Шмитта квадратурные сигналы (5) подаются в логический блок 17, где на базе элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ собран преобразователь квадратурных сигналов в код Грея. В соответствии с кодом Грея старшие разряды U1(t) и U9(t) имеют сдвиг фазы 
.
Эти сигналы подаются на вход формирователя 18 счетных импульсов. Вес каждого импульса равен 
с учетом двойного хода луча. С выхода формирователя 18 импульсы подаются на реверсивный счетчик 19, выход которого связан с индикатором 20 старших разрядов цифрового значения перемещения Δ Х. Остальные младшие разряды кода Грея с выхода логического блока 17 передают информацию о перемещении внутри интервала 
с разрешением 
на индикатор 21.
Таким образом, добавляя к показаниям индикатора 20 показания индикатора 21, можно производить отсчет линейных перемещений ΔХ с дискретностью 
.
Claims (2)
1. Способ подсчета порядков интерференции, заключающийся в том, что измеряемое перемещение преобразуют с помощью оптико-электронного интерференционного преобразователя в n интерференционных сигналов, сдвинутых на π / n по фазе, два из которых управляют реверсивным счетом интерференционных полос во время перемещения объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и помехоустойчивости, из n интерференционных сигналов формируют параллельный код Грея и представляют им младшие разряды индикации, соответствующие дробной части интерференционной полосы, формируют код, пропорциональный целому числу интерференционных полос, подсчитанных во время перемещения объекта, и представляют им старшие разряды индикации.
2. Устройство для подсчета порядка интерференции, содержащее лазер, светоделительный кубик, опорный и измерительный уголковые отражатели, модулятор, оптический клин, фотоприемник, блок цифровой индикации, n балансных смесителей, генератор стабильной частоты, n синхронных выходов которого связаны с входами балансных смесителей, а вторые входы балансных смесителей связаны с выходом фотоприемника, и логический блок, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и помехоустойчивости, оно снабжено n триггерами Шмитта, выходы балансных смесителей через триггеры Шмитта соединены с логическим блоком, выходы младших разрядов логического блока связаны с младшими разрядами блока индикации, а старшие разряды через реверсивный счетчик - со старшими разрядами блока индикации.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4911270 RU2017061C1 (ru) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Способ подсчета порядка интерференции и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4911270 RU2017061C1 (ru) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Способ подсчета порядка интерференции и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017061C1 true RU2017061C1 (ru) | 1994-07-30 |
Family
ID=21560517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4911270 RU2017061C1 (ru) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Способ подсчета порядка интерференции и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2017061C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU214761U1 (ru) * | 2022-04-08 | 2022-11-14 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Устройство реверсивного счета интерференционных полос |
-
1991
- 1991-02-15 RU SU4911270 patent/RU2017061C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1441188, кл. G 01B 9/02, 1987. * |
| Авторское свидетельство СССР N 1763882, кл. G 01B 9/02, 1990. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU214761U1 (ru) * | 2022-04-08 | 2022-11-14 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Устройство реверсивного счета интерференционных полос |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3279116B2 (ja) | レーザドップラ流速計 | |
| EP0271188B1 (en) | Laser doppler displacement measuring apparatus | |
| JPH0419512B2 (ru) | ||
| JPS5845687B2 (ja) | 移動距離及び速度の測定装置 | |
| US5781283A (en) | Process and arrangement for the measurement of physical values of light scattering moving particles by means of a laser doppler anemometer | |
| RU2017061C1 (ru) | Способ подсчета порядка интерференции и устройство для его осуществления | |
| RU2016380C1 (ru) | Способ автоматической интерполяции фазового сдвига в лазерных интерферометрах и устройство для его осуществления | |
| JP3077266B2 (ja) | レーザドップラ速度計 | |
| RU2016381C1 (ru) | Способ автоматической интерполяции порядка интерференции и устройство для его осуществления | |
| JP2529616B2 (ja) | 距離計測装置 | |
| JPS62200225A (ja) | ロ−タリ−エンコ−ダ− | |
| SU1763882A1 (ru) | Гетеродинный интерференционный способ измерени перемещени и устройство дл его осуществлени | |
| JP2655647B2 (ja) | 光集積回路型干渉計 | |
| SU853378A1 (ru) | Интерференционное устройство измерени лиНЕйНыХ и углОВыХ пЕРЕМЕщЕНий | |
| JP2568561B2 (ja) | 光干渉計 | |
| SU1076739A1 (ru) | Преобразователь линейного перемещени | |
| JPH01143925A (ja) | マイケルソン干渉計 | |
| SU1714360A1 (ru) | Устройство дл измерени смещений | |
| JP3512072B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| RU2112208C1 (ru) | Устройство для автоматизированного измерения угловых величин | |
| JPH0835811A (ja) | 周波数変調光ファイバ変位測定装置 | |
| US4438393A (en) | Phase-metering device | |
| SU1068700A1 (ru) | Преобразователь линейного перемещени | |
| RU2036415C1 (ru) | Лазерный датчик ультразвуковых колебаний | |
| SU1237908A1 (ru) | Устройство дл измерени перемещений |