Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ИНТЕРПОЛЯЦИИ ПОРЯДКА ИНТЕРФЕРЕНЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ - Патент РФ 2016381
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ИНТЕРПОЛЯЦИИ ПОРЯДКА ИНТЕРФЕРЕНЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ИНТЕРПОЛЯЦИИ ПОРЯДКА ИНТЕРФЕРЕНЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ИНТЕРПОЛЯЦИИ ПОРЯДКА ИНТЕРФЕРЕНЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является упрощение преобразования и конструкции. Измеряемое перемещение преобразуют с помощью оптико-электронного преобразователя в два интерференционных сигнала, сдвинутых по фазе на Π/2, третий сигнал получают инверсией одного из двух, подают три электрических сигнала на резистивный делитель, состоящий из n сопротивлений, и снимают с выходов делителя n электрических сигнала, сдвинутых по фазе на Π/n , формируют из n сигналов 2n импульсов на каждый порядок к интерференции. Устройство, реализующее способ, содержит интерференционный преобразователь, фотоприемник, связанный с электрической схемой, включающей генератор, два балансных смесителя, резистивный делитель из 16 сопротивлений, реверсивный счетчик, логический блок, индикатор. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2016381
Класс(ы) патента: G01B21/00
Номер заявки: 4911739/28
Дата подачи заявки: 15.02.1991
Дата публикации: 15.07.1994
Заявитель(и): Московский государственный технологический университет "Станкин"
Автор(ы): Михальченко Е.П.; Рюмин А.В.; Яковлев Н.А.
Патентообладатель(и): Московский государственный технологический университет "Станкин"
Описание изобретения: Изобретение относится к измерительной технике, а именно к лазерной интерферометрии, и может быть использовано для определения дробной части интерференционной полосы в лазерном интерферометре.
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 по фазе на π/n, формируют из n сигналов 2n импульсов на каждый порядок интерференции. Устройство, реализующее способ, содержащее интерференционный преобразователь, включающий лазер, два отражателя, светоделитель, оптический клин, акустооптический модулятор, фотоприемник и электрическую схему, включающую генератор, два балансных смесителя, логический блок, реверсивный счетчик и индикатор, и схему формирования.
Целью изобретения является упрощение электрической схемы.
Цель достигается тем, что в интерференционном преобразователе осуществляют формирование двух электрических сигналов, сдвинутых по фазе на π/2, и третьего сигнала, полученного инверсией одного из двух, преобразуют три электрических сигнала в резистивном делителе, и получают n электрических сигналов, сдвинутых по фазе на π/n.
В устройстве, реализующем способ, схема формирования выполнена в виде резистивного делителя с шестнадцатью сопротивлениями и инвертора, выходы балансных смесителей связаны с резистивным делителем таким образом, что выход одного балансного смесителя подключен к одному концу делителя непосредственно, а к другому концу - через инвертор, а выход другого балансного смесителя связан со средней точкой делителя, выходы резистивного делителя связаны с логическим блоком, а выход логического блока связан с реверсивным счетчиком.
На фиг. 1 представлена схема, поясняющая способ автоматической интерполяции порядка интерференции; на фиг. 2 - устройство, реализующее способ.
Согласно схеме, с выхода интерференционного преобразователя 1 поступают два сигнала, сдвинутых по фазе на π/2.
U1 = Umax sin(kX),
U2= Umaxsin(kX + )= Umaxcos(kX), (1) где k = - оптическое волновое число;
λ - длина волны света;
Umax - амплитуда напряжения;
Х - измеряемое перемещение.
После инвертирования сигнала U1 на выходе инвертора 2 появится сигнал
=Umaxsin(kX+Π) (2)
Сигналы 1, 2 подаются на резистивный делитель 3, на выходе которого получаются сдвинутые по фазе на π/n сигналы. Резистивный делитель 3 состоит из n сопротивлений.
Сигналы, снимаемые с верхних по схеме n/2 сопротивлений, описываются выражениями:
Um= RiUmaxsin kX+RiUmaxcos kX=VmUmaxsin (kX+ ), (3) где Vm= ,
am=Ri, bm=Ri,
tg = .
Для сигналов, снимаемых с нижних сопротивлений запишется такой же ряд сигналов, аналогичный (3), только все фазовые члены увеличатся на π/2.
Сигналы (3) поступают в логический блок 4, где из n сигналов получают 2n импульсов на порядок интерференции. Импульсы поступают на реверсивный счетчик 5 с индикатором 6.
Направление перемещения анализируется в логическом блоке по опережению или запаздыванию любых двух сигналов.
Индикатор представляет информацию о перемещении в дробных долях длин световых волн λ/2n в цифровом виде.
Таким образом, вместо n балансных смесителей в данном способе используется всего два и применение резистивного делителя упрощает схему.
Устройство работает следующим образом. Излучение монохроматического источника 1 разделяется на светоделительной грани куба 2 на два пучка - измерительный и опорный. Отразившись от измерительного 3 и опорного 4 отражателей, световые пучки совмещаются на светоделительной грани куба под углом α , задаваемым оптическим клином 5. Угол α выбирается равным углу дифракции световых волн на ультразвуке. После прохождения измерительного и опорного каналов интерферометра световые волны падают на акустооптический модулятор 6, в котором один из световых потоков, предположим, опорного канала, получают сдвиг оптической частоты (ωoo), а затем вместе с измерительным потоком частоты ωo подается на фотоприемное устройство 10, где на частоте модуляции выделяется электрический сигнал
Uф(t) = Umax cos (Ωo t + kX). (4)
Генератор 7 стабильной частоты вырабатывает электрические сигналы опорной частоты Ωo. На выходах генератора сигналы описываются выражениями
Uc = Umax cos (Ωo t),
Us = Umax sin (Ωo t). (5)
Один из сигналов (5) подается на излучатель 9 ультразвуковых волн, создающий в акустооптическом модуляторе бегущие звуковые волны 8.
Сигналы Uc, Us, сдвинутые на π/n по фазе, подаются на входы балансных смесителей 11, на вторые входы которых подается сигнал (4) с фотоприемника. С выходов балансных смесителей сигналы Uc, Us, сдвинутые по фазе на π/2 подаются на резистивный делитель 13, состоящий из 16 сопротивлений таким образом, что прямой и инверсный сигналы с одного балансного смесителя подключены к противоположным концам делителя, а выход другого балансного смесителя связан со средней точкой делителя. Инвертор 12 сдвигает сигнал Us по фазе на 180.
Снимаемые с каждого сопротивления электрические сигналы сдвинутые по фазе на π/n. Величины сопротивлений R1-R4, рассчитываются из системы уравнений:
= tg ,
= tg , (6)
_= tg .
Сопротивления R5-R8 равны соответственно R4-R1. Поэтому для R1 = 1 остальные сопротивления, рассчитанные по формулам (6), пропорциональны следующим коэффициентам R1 = 1, R2 = 0,765, R3 = 0,65, R4 = 0,6, R5 = 0,6, R6 = 0,65, R7 = 0,765, R8 = 1.
Остальные 8 сопротивлений равны первым 8 сопротивлениям.
На выходе резистивного делителя сигналы описываются выражениями:
U1 = Umax cos (kX),
U2=Umaxcos(kX+ ), (7)
U3=Umaxcos(kX+ ),
. . . . . .
U16=Umaxcos(kX+ .
С выхода резистивного делителя сигналы (7) подаются на логический блок 14, в котором формируются 32 импульса на каждый порядок интерференции. За счет двойного хода луча дискретность отсчета перемещений составляет λ/64. В качестве устройства цифровой индикации 15 применяется серийный блок К525.
Формула изобретения: 1. Способ автоматической интерполяции порядка интерференции, заключающийся в том, что измеряемое перемещение преобразуют с помощью оптико-электронного преобразователя в n интерференционных сигналов, сдвинутых по фазе на π / n формируют из n сигналов 2n импульсов на каждый порядок интерференции, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразования, в интерференционном преобразователе осуществляют формирование двух электрических сигналов, сдвинутых по фазе на π / 2 и третьего сигнала, полученного инверсией одного из двух, преобразуют три электрических сигнала в резистивном делителе и получают электрических сигналов, сдвинутых по фазе на π / n
2. Устройство автоматической интерполяции порядка интерференции, содержащее интерференционный преобразователь, включающий лазер, два отражателя, светоделитель, оптический клин, акустооптический модулятор, фотоприемник, и электрическую схему, включающую генератор, два балансных смесителя, логический блок, реверсивный счетчик и индикатор, и схему формирования, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, схема формирования выполнена в виде резистивного делителя с шестнадцатью сопротивлениями и инвертора, выходы балансных смесителей связаны с резистивным делителем, таким образом, что выход одного балансного смесителя подключен к одному концу делителя непосредственно, а к другому концу - через инвертор, а выход другого балансного смесителя связан со средней точкой делителя, выходы резистивного делителя связаны с логическим блоком, а выход логического блока связан с реверсивным счетчиком.