Оглавление:
Интерференционные и растровые измерительные средства
- Подсчет растровых и интерференционных преобразователей. Преобразователь для измерения движения суппортов, столов и механических тележек. Измерительные устройства, основанные на методе инкрементного счета, обычно включают двухфазные помехи или растровую единицу (рисунок 16). Первая схема (рис. 16, а) представляет собой блок помех, который включает в себя измерительное зеркало 1 и относительное зеркало 2. Компенсаторы 3 и 4, источник света 5, оптический фильтр 6, оптика 7, разделенный поток на две части, и 2 ) Рисунок 16. Фотоэлемент.
Пространственная разность фаз равна ^^ X из-за шага зеркала 2. Примером двухфазной растровой системы является система измерения Ferranti, используемая для измерения координат. Перемещение таблиц в таких устройствах, как станки с компараторами и программным управлением. 16b обозначает двухфазную цепь Оптический баланс для аналогичной измерительной системы. Ссылка включает в себя растр для измерения 1 и индикатор 2, лампу освещения с конденсатором 3, разделительная линза 4 и четыре фотоприемника.
Совокупное воздействие этих погрешностей приводит к нарушению кинематической погрешности колеса, его неплавающего поведения и соответствия поверхности зуба по длине и высоте зубьев. Людмила Фирмаль
Сдвиг пространственной фазы в системе измерения фазового растра выполняется с помощью соответствующего расположения щелей диафрагмы. Устанавливается между растровым полем и фотоэлементом. Слоты расположены на расстоянии C для приема сдвинутого сигнала на 1 2 От одного к другому. Получает два напряжения от двух фотоприемников. На фиг.2 показана блок-схема измерительного устройства с обратимым счетчиком доступных растровых или интерференционных полос. Одна полоса, импульсная диаграмма показана на рисунке. 17, а, б.
С фотоприемников измерительной системы сигналы А и В, сдвинутые в пространственной фазе на 4 полосы, поступают в формирователи F1 и F2. Эти сигналы поступают на фазовращатели FB и FVg, где они сдвинуты на 180 °. Так что формируется с прежним выводом Четыре прямоугольных напряжения: A, B, A.B. Три из них пространственно 1 2 Фаза. Эти напряжения используются для управления инвертирующим устройством счетчика полосы.
Используйте четыре I-цепи от выхода, чтобы сформировать сигнал суммы Импульс подается на схему ORikh, а остальные четыре цепи А подаются с выхода для генерации сигнала вычитания. Схема ИЛИ * -Прямоугольное напряжение подается на потенциальный вход цепи, а импульс, полученный дифференцированием, подается на импульсный вход Положительный фронт прямоугольного напряжения путем дифференцирования цепи D —D. Движение вперед движущейся части системы измерения направления. Указывается только стрелкой на рисунке Положительный производный импульс A .
В момент, когда эти импульсы поступают на вход потенциала, напряжение B ( Рисунок показан пунктирной линией). Импульс А не проходит через цепь. Поскольку напряжение на входе потенциала в этой точке Отсутствует. При обратном ходе в направлении, указанном стрелкой b на рисунке, напряжение B подается на потенциальный вход цепи, а импульс A Эти импульсы не проходят через схему, но проходят. Таким образом, импульс счета , сформированный из напряжения A в прямом процессе движущейся части измерительной системы, попадает в цепь Для OR1 и их обратного движения по схеме -ORIG.
Другие схемы I работают аналогично. Импульсы из цепей OR1 и ORIG управляют обратным триггером с открытым счетным входом. Переключение обратной цепи осуществляется следующим образом Метод. Остановите движущиеся части измерительной системы в положениях 1-1 (см. Рис. 17, б). Далее в прямом ходу от сигнала Б +5 импульс генерируется. Он проходит через цепь В и обратный триггер и переключается в положение суммирования. В то же время, импульс B В этот момент Ii не проходит через цепь, потому что цепь замкнута напряжением A.
Каждый последующий импульс + A , B-B , + A , + B проходит Через схему OR1 ps меняет положение этого триггера. Во время обратного хода из положения — из сигнала A формируется импульс -A , который проходит через цепь I6 и схему. Не проходит, потому что он закрыт напряжением B в этой точке. Этот импульс проходит через схему ИЛИ идет на другой вход триггера и переключается Ему. В течение одного периода счетчик получает два импульса от схемы OR1 и два импульса от схемы IL, и, таким образом, четыре счетчика поступают на счетчик за один период. Momentum.
В качестве обратимых счетчиков используются как двоичные, так и десятичные счетчики. Система измерения растрового нуля. Автосчитывающие устройства не только автоматизируют процесс формирования ссылок, Автоматизировать процесс регистрации и математической обработки результатов измерений. Принцип действия измерительной системы (рис. 18) основан на преобразовании луча, проходящего через две растровые решетки. Измерение 1 и индикатор 2.
Измерительная сетка представляет собой подвижную часть устройства или машины (например, штифт или Координаты на столе сверлильного станка), его положение или движение измеряется. Рисунок 18. Растровый ноль бой Измерительная головка с индикаторной сеткой установлена на неподвижной части устройства или машины. Размещен на измерительной головке Осветитель, фотодиод 3 и электромагнитный механизм 4. Считает движение измерительной сетки в диапазоне шагов. расстояние Расстояние (шаг) между двумя соседними штрихами решетки составляет 0,1 мм.
Электрическая схема измерительной системы включает в себя точные опорные уровни TS и грубого GS, дисплейный блок BI и источник питания (не показан) Display). Точные шаги рассчитаны на одну десятую, сотую и одну тысячную миллиметра. Эта ступень состоит из усилителя 5 Демодулятор 6, нулевой орган 7 и ступенчатый переключатель 8. Точный каскадный сигнал с выхода фотодиода 3 через усилитель 5 поступает на демодулятор. В результате, как показано на фиг.6, при перемещении измерительной сетки на ее выходе генерируется напряжение, которое меняет полярность.
Позиции в измерительной сетке, где нет напряжения на выходе демодулятора, считаются нулевыми. В результате Шкала нулевого положения подвижной части устройства или машины. В точных шагах нулевые позиции разнесены Измерительная сетка равна 0,1 мм. Процент этого расстояния определяется путем перемещения сетки индикатора в положение маркера и измерения Это уклон. Эти операции (смешивание и измерение) заключаются в следующем. С помощью автоматически переключаемого ступенчатого переключателя ток в обмотках электромагнитного механизма изменяется.
Изменение тока Изменения магнитного потока в зазоре электромагнитной системы механизма 11.0 и, следовательно, положение якоря с индикатором Бар. Когда решетка индикатора смещается в нулевое положение, напряжение демодулятора исчезает. В этом случае нулевой орган работает Шаговый переключатель останавливается.
Состояние, в котором находится остановленный шаговый переключатель, и, следовательно, показание Доля шага сетки соответствует двум последним цифрам блока дисплея (в данном случае 87). Грубые эталонные этапы выполняются в форме кодеров смещения. По этой причине кодовая шкала отмечена рядом со шкалой измерения. 13 (фиг. 18), площадь непрозрачного покрытия состоит из нескольких нанесенных проходов, образующих цикл двоичных десятичных чисел Код. Для каждого трека существует один фотодиод. Свет от осветителя проходит через экран с кодовой полосой и щелями 14. Фотодиод (не показан).
В зависимости от того, блокированы ли промежутки темными частями кодовой шкалы, каждый грубый каскадный фотодиод помещается в одно из следующего: Два состояния — открытое или закрытое. Сигнал с фотодиода вводится в декодер 10, а декодер 10 отправляется в блок отображения после преобразования 9. Первые две цифры эталона указывают движение в десятых долях миллиметра и целом миллиметре (в данном случае 1,92). Следовательно, определяется общее считывание измеренного размера или перемещения подвижной части измерительной системы на определенное значение.
Автоматически, как разница между показаниями, соответствующими начальной и конечной позиции движущейся части. Обратный отсчет прикрепляется к табло или бумаге с помощью механизма цифрового чата. Рисунок 18 Этот размер или смещение составляет 1,9287 мм. Измерительный сигнал может быть подан на сервопривод для перемещения движущихся частей машины в заданное положение.
- Точность измерительной системы может варьироваться от 0,1 до 1 микрона в зависимости от задачи измерения. Система измерения нулевых помех. Из-за общности многих растровых и интерферометрических свойств интерфейса его можно применять к: Многие нормативы приняты в системе растровых экстримов. На фиг.19 показана блок-схема генерации солнечной энергии. Интерферометрическая система экстремальных измерений, используемая в фотоэлектрических интерферометрах для изучения малых деформаций Разные предметы или их движения.
Эта система состоит из датчика D помех, блока BS преобразования сигналов, распределителя ступеней SR и блока питания. Датчик интерференции представляет собой двухлучевой интерферометр Майкельсона. На выходе установлен фотоприемник.
От номинального профиля в направлении, перпендикулярном валу винта, отсчитывается отклонение, а в противоположном направлении (поле допуска диаметра резьбы гайки) помещается поле допуска диаметра резьбы болта вниз. Людмила Фирмаль
В этом случае Интерферометр имеет следующие основные узлы: Зеркало узла Индикатор присоединен к стандартной подвижной пластины 1 Пьезоэлектрический преобразователь (OPEP): осветительная установка с 2 лампами накаливания и 3 конденсаторами Фотоэлемент с фильтром 4-, разделительной пластиной 5 и коррекцией 6, линзой 7, фотоумножителем 8 и делителем Высокое напряжение 9. Параллельный пучок монохроматического света от осветителя: падающий на плоскость параллельный светоделитель пластины 5 и разбитый на две части Когерентный луч.
Первый луч проходит через зерно 10, второе, отражение от плиты, зеркало. После отражения от зеркала перо снова подключается к пластине 5, Направление трубки фотоумножителя8. Сборка индикаторного зеркала с OPEP позволяет регулировать поверхность зеркала перпендикулярно оптической оси интерферометра. Используйте специальный карданный шарнир с подпружиненным хвостовиком. Два регулировочных винта прилегают к этому соединению. Винтовая ось Под прямым углом.
Измерительное зеркало 10 интерферометра представляет собой специальную подвеску, прикрепленную к корпусу интерферометра, или Объект, который измеряет движение. В первом случае интерферометр имеет контактный тип, во втором — бесконтактный. в качестве Измерительное зеркало также функционирует как зеркальная часть поверхности конечного измерения или поверхности объекта измерения. Площадь зеркала составляет 1 см2, но при необходимости ее можно уменьшить до 1-2 мм8. Почва нефритовая.
Зеркало интерферометра Реализуется следующим образом: Следовательно, интерференционные полосы образуются на входном зрачке фотоэлемента. Блок преобразования измерительного сигнала БС включает в себя усилители K и Kv и выходной блок в форме нулевого органа, подключенного к выходу и NOg. Демодуляторы D и D (. Ступенчатый распределитель интерферометра SR представляет собой делитель напряжения, в отличие от ступенчатого распределителя растровой системы.
EPEP не потребляет ток, поэтому делитель напряжения разгружается, и балласт может быть собран в соответствии с простейшими схемами (например, параметрическими). Источник питания блока питания включает в себя регулируемый источник постоянного напряжения 1 е для питания шагового распределителя SR. Переменный источник Напряжение 1 В для привода OPEP пластины с колебательным движением для сканирования; Стабилизированный источник постоянного тока ст Мощность лампы освещения. Стабилизированный источник высокого напряжения C 4 для питания ГУП.
Блок питания для блока преобразования сигналов 1 Opa фазовый демодулятор источника опорного напряжения и BS единиц Saga. Работа интерферометра заключается в следующем. Зеркало 1 в результате подачи переменного напряжения на плату OPEP Вибрирует с амплитудой, равной примерно 1 8 длины волны монохроматического источника света. В любой позиции PMT отрицательный В конфигурации сигнала, генерируемого нагрузкой, индикаторное зеркало 1 с измерительным зеркалом 10 имеет множество гармоник. Компонент. По величине амплитуды основными составляющими являются первая и вторая гармоники.
Если вы перемещаете измерительное зеркало относительно индикатора в месте расположения максимальных и минимальных значений распределения освещения (или наоборот), Находясь на расстоянии A 4 друг от друга, сигнал первой гармоники равен нулю. Эти точки считаются нулевыми на шкале чтения. Система помех солнечной энергии. Движение считается частью длины волны путем перемещения индикаторного зеркала в ближайшее левое нулевое положение. Подайте соответствующее напряжение постоянного тока от источника питания C 3 на плату OPEP через шаговый двигатель SR.
С помехами Система в нулевом положении, как и растр, может фиксировать только максимум или минимум световой характеристики. Высокий или низкий. В первом случае OPEP работает в диапазоне A 2. И второй находится в диапазоне A 4. В любом случае Поскольку относительная точность OPEP одинакова, абсолютная точность считывания процента длины волны во втором случае, конечно, в два раза выше Если зеркало интерферометра находится в каком-либо относительном положении, напряжение на выходе демодулятора не равно нулю, а нулевой орган Указывает на отклонение от нулевой позиции системы.
В этом случае вам нужно использовать шагер, чтобы переместить зеркало индикатора в нулевое положение В зависимости от состояния распределителя Р распределителя НО 1-ступенчатый распределитель обозначается нулевым органом, например, положением ручки его переключателя, Определите величину напряжения, приложенного к пластине ОПЕК, и, следовательно, величину смещения измерительного зеркала от нуля по шкале системы.
Нулевые органы включаются в фазу, если в качестве нулевого положения измерительной системы получен только максимум распределения освещения Демодулятор усилителя срабатывает только при максимальном или минимальном значении фотоэлектрической характеристики освещения Link. Следовательно, если Polo-5-Kenid равен нулю, будет получена только одна из крайностей в пределах периода характеристики освещения.
Нулевой орган Oa помогает переключать полярность сигнала на выходе демодулятора, если для нулевого положения получены как максимальные, так и минимальные значения D,. Датчик положения. Для дискретных измерений линейного или углового положения измерения кодируются. Это Значение представлено кодом, который указывает конкретную систему букв или цифр. Дискретная единица измерения (в смысле информации) Является неделимой частью измеряемой величины, в данном случае смещения. Произвольные числа равны 2, потому что двоичные системы наиболее широко используются в компьютерных технологиях.
Символы: 0 и 1, затем датчик положения на основе кодирования также строится с использованием двоичной системы. Это Его можно использовать для технической регенерации устройств с двоичным кодом, которые реагируют на ток, потенциал или наличие или отсутствие света. И аналогичные количества. Для оптических датчиков кодовая шкала (рисунок 20) применяется к прозрачным материалам, таким как стекло. Расположен на одной стороне шкалы кода Диафрагма с подсветкой 2 и щ.тэо 3, а также с противоположной стороны каждого трека-фотоприемника 4, как правило, фотодиодная.
Непрозрачная область Соответствует числам 0, р. Нет фотодиодной подсветки и № 1 прозрачной зоны. Из-за постоянной шкалы кодов на подвижных частях устройства его позиция всегда закодирована, а контрольная точка В масштабе кода оно всегда соответствует исходному положению движущихся частей устройства. Поэтому положение шкалы кода Некоторые дискретные значения соответствуют новым специфическим комбинациям светлых и темных областей Трек с масштабом кода, который идет против светового промежутка. Когда фотодиод горит, на выходе генерируется сигнал. Чтение значения в позиции шкалы кода.
Фотоэлектрические датчики кода имеют ряд преимуществ перед другими. Отсутствие контактных частей, отсутствие питания Взаимодействие между движущимися частями, высокая скорость, высокое разрешение и т. Д. Линейные и круговые шкалы кода используются для кодирования пространственных положений.
Смотрите также:
Решение задач по метрологии с примерами
| Приборы для дистанционных измерений | Измерение отклонений формы |
| Проекторы | Измерение отклонений расположения |
