elmozdulás érzékelő
A Department of Electronic Engineering and Technology
Az egyik a csomópontok, meghatározó pontossága egyes helymeghatározó rendszer elmozdulás érzékelő. Érzékelők átalakítására tervezett mozgását mennyiségű lineáris elmozdulás a csavar tengely, vagy a forgalmi szög egy-meleg: egyszerű szekvencia azonos amplitúdójú és időtartamú elektromos impulzusok, amelynek száma egyenesen arányos az összeget a szögletes vagy lineáris elmozdulás.
Konvertálása folyamatosan változó értéket diszkrét elektromos impulzusokat széles körben alkalmazott induktív és optikai szenzorok.
Vezetési induktív érzékelő az 1. ábrán látható.
1. ábra - Diagram az induktív érzékelő.
A mozgatható darabja a készülék beállítása rake vékony lágy mágneses anyagból. Kidudorodások állvány 1 modulálják a mágneses ellenállást a dolgozó résen, amikor mozog. Mágneses W-alakú 2 mag két tekercselés csatlakozik egymással szemben, és tápláljuk egy Tr transzformátor. A diagonális a híd tartalmaz induktív mérőkészülék. A középső pozícióban a mérő híd kiegyensúlyozott és a kéz 3 egység fog állni nulla. Egy kis kiegyensúlyozatlanság vezet eltérés a műszer mutatója. Jó konfigurált érzékelő mozgást érzékel
2 mikron. Diszkrét szükséges áramkörök digitális-analóg átalakító (DAC).
Az orsó a lemezt egy nagy rések száma (100-800). A lámpa egy hengeres lencse, hogy egy keskeny sugár irányítani a lemezre, és egy fotodetektor (fotodióda). Lépésben leadscrew 2 mm, és a rések száma a lemez mindegyik 400 elektromos impulzus lesz 5. diszkrétség
Beállíthatjuk, hogy a számlálás lemez nem a vezérorsó, és a hozzá tartozó nagy sebességű tengely. De ez csökkenti az olvasási pontosságon átviteli hibák.
Precíziós útmér alapulnak raszter méretű, mérésügyi lézer diffrakciós rácsok és interferométer. Az első két típusú DLP alapulnak ugyanazon elv a mozgás kontroll. Van egy hosszú skála vonalak rendszeresen alkalmazzák, és a cél rövid skála azonos időszakban vagy ennek többszöröse a stroke és a lyukakat. Ha a térbeli elrendezése stroke gyakorisága mérlegek legfeljebb 50-100 mm-1. nevezik őket raszter skálák, és ha nagyobb, mint 100 mm-1 - metrológiai rács (vagy rácsok). Mivel diszkrét mozgalmak gyakran kevesebb mint 1 mikron, a látszólag magasabb frekvenciájú, mint a stroke, a könnyebb a tervezés rendszerének kialakítására elektromos impulzusok. Azonban egyszerű cseréjét raszter méretű rácsok nehéz következő felmerülő így hatások így kettős törést változására érzékeny közötti távolság az intézkedés és az irányzék skála hullámhossz stb alapuló rendszerek raszter méretű rácsok Két fajta -. Akkumulálása rendszerek és rendszerek, melyek hatása moiré festmények.
A halmozódó rendszerek használata rendszert tükrözi, illetve továbbítja az optikai rácsok. Szerkezet optikai kettőstörés reflektáló rács a 2. ábra szemlélteti. Iris leolvasó fejet tartalmaz 4 slot. A nyílások úgy vannak elrendezve, hogy a kimeneti jeleket a fotodetektorok tolódnak egy negyedével időszakban a mérési rács. Mivel a jeleket a kiszorításos a rések tolódnak fázisban és jelek quasisinusoidal fotodetektor. A felbontása ilyen rendszerek 0,5 mikron, amely a teljes hibája kevesebb, mint 1 mikron elmozdulás mérésekhez a tartományban 1-2 cm.
Hátránya: szigorú párhuzamossága vonalak és karcolások motor felállás. A második rendszer egy rács moiré módszerrel.
Moaré minták - egy olyan rendszer sötét területek képződő alkalmazása két azonos kiemelése és enyhén szögben egymáshoz képest rácsok.
2. ábra - DLP mozgások fényvisszaverő rács.
1 - a fényforrás 2 - a kondenzációs lencse 3 - acél mérleg a rácsos 4 - 5 diafragma - fotodetektor.
Mozgatva a rácsot, melyek egy másik zóna (sötét és világos) mozgatjuk egymáshoz képest felfelé és lefelé egy L távolság. P - rács pályán, # 952; - a dőlésszög.
A fő eljárás előnyei: (fényvisszaverő optika)
1. A moaré mintázat független a fény hullámhossza, viszonylag széles hullámhossz-tartományban. Ez lehetővé teszi a használatát, mint a fényforrás hagyományos miniatűr izzólámpák.
2. visszatartott nagy kontrasztú moaré mintázat egy viszonylag nagy (akár tíz mm) között hézagok rácsok.
3. lépés moaré mintázat megfelelhet a mozgás mértékét többször kisebb, mint a távolság a stroke rácsok.
Moire mintázat van kialakítva a kilépési átlátszó rácsot. A lineáris idő a moaré mintázat szélessége egyenlő:
ahol, d1 - átlátszó rácsállandó, # 952; - forgásszög stroke.
3. ábra - reakcióvázlatban a moaré rojtok.
A kettős törés, ez a szög körülbelül 10 -4. így a rács elmozdulás 1 mm elmozdulás megfelel moaré mintázat 10 mm, amely könnyen rögzített fotodetektor.
Általában csak két fényérzékelő. Ha mozgatja a jelek keletkezésének bennük:
ahol k1. k2 - az érzékenység a fotodetektor, E0 - a szint az állandó és egy változó amplitúdójú fénysűrűség eleme a moaré mintázat, X - elmozdulás nagyságát,
- ár időszaka moiré minta.
d2 - fényvisszaverő Rácsállandó, qi - sorrendben a diffrakciós csúcs.
Mivel két visszaverődés maximális veszélyeztetett egyenlő szárú 80% alapuló energia, akkor q = 2, # 949; = D2 / 4.
Helyének meghatározásakor a pontossága ± # 949; interpoláció nehézségek merülnek fel, mivel rezgéseinek állandó megvilágítás E0. amely számos tényezőtől függ, többek között a fényerő ingadozása a fényforrás, változtatásával a fényvisszaverő a rácsok, stb
Ezért néha DLP alkalmazva fotodetektorokkal mentén elhelyezett moaré mintázat, a műszak egynegyed időszak két jelet van kialakítva, melyek mindegyike a különbség a jelek a két fényérzékelő távközzel félperiódusban a moaré mintázat.
A vágy, hogy javítsa a pontosság helymeghatározó rendszerek, hogy megszüntesse a függőség a paraméterek a pontosságát útmutatók és azok kopását működése során jött létre az új típusú helymeghatározó rendszerek lézeres interferométer.
Magyarázd minőségileg anélkül, hogy képletek, hogy a lézer interferométer.
4. ábra - Az optikai rendszer a lézer interferométer.
1 - Laser 2 - félig áteresztő tükör 3 - rögzített visszaverő tükör 4 - reflektor szerelt mozgó alkatrészek, 5 - fotodetektor 6 - elektronikus adatfeldolgozó eszköz.
Ray, az alacsony teljesítményű hélium-neon lézeres hasítjuk egy féligáteresztő tükör két gerenda - a referencia és a mérést. A referencia nyaláb optikai út húzódik a tükör a 2. és a 3 tükör és tovább a fotodetektor 5. A mérősugár a reflektor van szerelve a mozgó alkatrészek, majd visszatér, és belép a fotodetektor. Ennek eredményeként a két gerenda találkozik, és zavarja a fotodetektor. Fotoérzékelő felvett fény intenzitása függ a különbség az optikai úthosszak mindkét gerendák.
Tegyük fel, hogy egy bizonyos ponton az időben, mind a fény és a referencia mérési találkoztunk ugyanabban a fázisban. Tehát ebben az időben fényérzékelő regisztrálja a maximális fényerősség. De ha a tárgy a reflektorral 4, elindul, a hossza a mérési szakasz L és az is kezd megváltozni. amint # 916; l változott a hullámhossz fele, a fény által generált lézersugarak a fotodetektor mellett lesz fázisúak, és a fotodetektor regisztrálja a legkisebb a sugárzási - „sötétség.” Több az volovinu hullámhossz változása a mérési sugár útjában és fényérzékelő fény megint, a következő fél hullámhossz - ismét sötétben. Stb - világos-sötét, világos-sötét.
Így, amikor a változó # 916; l szóló # 955; / 2, a fény intenzitása a fotodetektor változik a magas vagy alacsony, vagy fordítva. Ha a változás N-szer, miközben mozgatja a reflektor, az azt jelenti, hogy a rész (féknyereg) költözött egy távolságot # 955; N / 2. Ez számít az N száma az elektronikus készülék 6. Tehát a mozgó alkatrészek mérése hullámhosszon.
A lézeres interferométer mérni az elmozdulás ICMC századmásodperc akár több tíz méter.
A gyakorlatban a lézeres interferométer általában működik szoftverrel együtt vezérlő gépen. Ezért egyidejűleg a mozgás a vezérlő automatikusan történik kijavítani.
1 - egy működő fej (cső); 2, 3 - egy kocsi; 4 - egy tükör; 6 - mérőfejek; 7 - elválasztó; 8 - lézeres; 9 - prizma.
5. ábra - diagramja koordináta asztal egy lézer interferométer.
Az 5. ábra egy diagram, egy koordináta asztal lézer interferométer. Ebben a táblázatban a két interperpendicular tükör egy mozgatható karral az interferométer szerelt felső kocsi. A dolgozó fejcső két tükör fix vagy interferométer.
Így, kölcsönös elmozdulását interferométerek megszámoltuk biaxiálisan felső kocsi viszonyítva rögzített koordináta-rendszerben. Tükrök lehet kielégítően nagy simaság, a halmozási tized mikron. A műtét során, nem használódik el, úgy, hogy a pontosság a bennük rejlő tároljuk sokáig. Annak érdekében, egymásra merőleges tükrök pontossággal különleges optikai technikák részvények ívmásodperc. A pontosság a koordináta asztal nagy mértékben függ a pontosság az interferométer. A pontosság a elmozdulás keret két tényező befolyásolja - a frekvencia instabilitása a lézersugárzás és változó a hullámhossz a környezeti hőmérséklet-ingadozások, nyomás, a páratartalom. A probléma a stabilizálása lézer frekvenciája most majdnem megoldott Továbbá lehetséges a hibák kijavítására, mert az információk a hőmérséklet-érzékelők, a nyomás és a páratartalom egy számítógép.