2.2.2. Амплитудные анализаторы изображения.

В амплитудных анализаторах используется зависимость между измеряемым параметром объекта и величиной лучистого потока, поступающего на приемник излучения. Эта зависимость осуществляется либо специальными масками, перекрывающими чувствительную площадку приемника, либо перемещением объекта относительно приемника, либо разделением потока от объекта на пропорциональные части и включением приемников излучения по дифференциальной схеме (на алгебраический сумматор). В последнем случае изменение измеряемого параметра ведет к увеличению потока на одном приемнике и уменьшению на другом. Сумматор формирует разностный сигнал, величина которого пропорциональна измеряемому параметру, а знак - направлению его изменения.

Достоинством амплитудного анализатора является простота схемы и монотонность статической характеристики. Недостатком - низкие стабильность и помехозащищенность, т.к. любое изменение величины потока, в том числе не связанное с объектом, ведет к изменению выходного сигнала.

Измерение рабочих расстояний объективов в невидимой области спектра.

Измерительная установка состоит из коллиматора, "ножа" (непрозрачного экрана с острым краем) и светоделительной призмы, которая делит падающий на нее пучок лучей на две части и направляет их на два приемника излучения, включенных по дифференциальной схеме (рис.2.41). Измеряемый объектив размещается в параллельном пучке лучей, выходящем из коллиматора таким образом, чтобы его плоскость изображения совпала с вершиной ножа. Правильность установки определяется следующим образом.

Если вводить нож в световой гомоцентрический пучок, то затемненная часть будет лежать выше или ниже лезвия ножа в зависимости от того, находится ли нож позади или впереди плоскости изображения. Когда нож точно совпадает с плоскостью изображения, поле освещено равномерно.

В соответствии с положением ножа будет изменяться и освещенность приемников и, соответственно фототоки, поступающие на сумматор. На выходе сумматора формируется разностный сигнал, определяющий величину и направление (знак) перемещения ножа. При совпадении ножа с плоскостью изображения сигнал на выходе сумматора равен нулю.

2.2.3. Кодовые анализаторы изображения.

В кодовых анализаторах используется два основных метода получения измерительной информации: считывание с кодовой маски и последовательный счет единичных приращений.

Кодовые маски строятся по принципу соответствия каждому их дискретному угловому или линейному положению одной цифровой кодовой комбинации. Цифровые коды могут быть реализованы на основе любой системы счисления, однако на практике наибольшее применение получили двоичные и двоично-десятичные коды (рис.2.42).

При построении маски в двоичном коде весь диапазон измерения угла или линейного перемещения разбивают на равные интервалы (шаги квантования) и каждому интервалу ставят в соответствие двоичное число. При этом шаг квантования должен соответствовать угловому  или линейному  разрешению маски.

Кодовые маски представляют собой стеклянные круги или пластинки, на которых выполнена система примыкающих одна к другой разрядных дорожек с прозрачными и непрозрачными участками.

Число разрядов определяется выражениями:

для круговой шкалы

; (2.24)

для линейной шкалы

; (2.25)

где L - длина шкалы.

Каждому положению кодовой шкалы соответствует вполне определенное двоичное число. Считывание информации с маски осуществляется с помощью линейки приемников излучения, размещенных за узкой щелью. Число приемников соответствует числу разрядных дорожек.

Существующие кодовые преобразователи угловых и линейных перемещений обеспечивают разрешение 0,02-0,05 мм или 10-20 угл.сек. Дальнейшее повышение разрешающей способности ведет к неоправданному технологически и энергетически уменьшению ширины кодового интервала (шага квантования) и увеличению габаритов из-за увеличения числа разрядов.

В кодовых анализаторах последовательного счета используется подсчет числа штрихов, прошедших относительно неподвижного приемника излучения при перемещении линейной шкалы (рис.2.43). Разрешающая способность анализатора определяется ценой деления линейной шкалы.

Однако длинные шкалы с малой ценой деления нетехнологичны и имеют высокую стоимость. Для повышения разрешающей способности без уменьшения цены деления используются различные интерполяторы, например линейки приемников излучения, установленные по принципу шкалы поперечного масштаба.

Сопряжение линейной шкалы с приемником излучения и интерполятором обычно осуществляется простой оптической системой. Перед ПИ устанавливается узкая щелевая диафрагма.

Учет направления перемещения линейной шкалы осуществляется двумя или тремя приемниками излучения, сдвинутыми друг относительно друга на ширину чувствительной площадки. Логическое устройство фиксирует последовательность прохождения штрихом каждого приемника, определяет направление перемещения и выдает команду (+ или ) на счетчик импульсов.