Фотоэлектрический преобразователь перемещений

Фотоэлектрический преобразователь перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения угловых и линейных перемещений. Цель изобретенияповышение точности преобразования - достигается за счет формирования групп сигналов, смещенных по фазе на заданные величины. Свет от источника 1, пройдя растры 3 и 4 и кристаллооптический компонент 5, выполненный в виде п-1 пластин одноосного кристалла , вырезанных под углами к их кристаллоптической оси, отличными от О и 90, расщепляется на обьжновенный и необыкновенный лучи, поляризованные во взаимно ортогональных плоскостях ,После прохождения поляризованного делителя 5 световые сигналы, смещенные относительно друг друга на четверть периода, разделяются и регистрируются с помо1тью фотоприемников 7 - 10. 2 ил. с (Л СО СП О 4 СХ vl РРР Фиг.1 8 9

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1350487 А1

1511 4 С 01 В 1! /00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4047770/24-28 (22) 07,04.86 (46) 07.11.87. Бюл. 11 - 4 1 (72) Ф,Ф. Закиров, Л.М.Клейнерман и Т.В.Груздева (53) 531.71:531 ° 14 (088.8) (56) Оптико-механическая промышленность, 1974, М 8, с. 64.

Кернер P., tfaAep М. Йенское обозрение, 1971, 16, специальный ярмарочный выпуск, с. 66, 79. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения угловых и линейных перемещений. Цель изобретенияповышение точности преобразования достигается за счет формирования групп сигналов, смещенных по фазе на заданные величины. Свет от источника 1, пройдя растры 3 и 4 и кристаллооптический компонент 5, выполненный в виде и-1 пластин одноосного кристалла, вырезанных под углами к их кристаллоптической оси, отличными от 0 и

90, расщепляется на обыкновенный и необыкновенный лучи, поляризованные во взаимно ортогональных плоскостях. После прохождения поляризованного делителя 5 световые сигналы, смещенные относительно друг друга на четверть периода, разделяются и регистрируются с помощью фотоприемников 7 — 10. 2 ил.

1 1350487

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к конструкции устройств для измерений линейных и угловых перемещений.

Цель изобретения — повышение точности преобразования перемещений за счет формирования .групп сигналов, смещенных..по фазе на заданные величины.

На фиг.1 приведена принципиальная схема фотоэлектрического преобразователя перемещений; на фиг.2 — ход лучей через главное сечение трех пластин одинаковой толщины, но вырезанных под разными углами к оптической оси у= 45, 42 = и

Преобразователь содержит (фиг.1) последовательно установленные осветительную систему, включающую источник 1 света и кондехсор 2, растровое сопряжение из индикаторного 3 и измерительного 4 растров, выполненных идентичными со штрихами постоянного шага, кристаллооптический компонент

5, установленный между растрами 3 и

4 и выполненный в виде п 1 пластин одноосного кристалла, вырезанных под углами к их кристаллооптической оси,. отличными от О и 90, поляри- 30 зационный делитель 6 и фотоприемники

7 — 9, расположенные по ходу,излучения, отраженного от светоделительной грани светоделителя 6, и фотоприемник

10, расположенный в ходе излучения, прошедшего светоделитель 6.

Преобразователь работает следующим .образом.

Свет от источника 1, пройдя измерительный 3 и индикаторный 4 растры и кристаллооптический компонент 5, расщепляется последним.

Кристаллические пластины расщепляют падающий на них световой луч на обыкновенный (О) и необыкновенный (Е) лучи, поляризованные во взаимно ортогональных плоскостях и поперечно смещенные друг относительно друга на величину d, зависящую от показателей преломления п и пе, ориентации 4 оптической оси и толщины пластин

При = 45 практически для большинства одноосных кристаллов достигается максимум поперечного сдвига

a — b2

d м к<: а2 + (2) При той же толщине пластины t для получения в К раз меньшего сдвига, 10 чем д „„, необходимо использовать пластины, вырезанные под углом равным 2 по Г2 п и, К (— —,+ 1)+ К (--2+1 )-4

М =arete

15 2.

Это соотношение следует из выражений (1) и (2) .

Сдвиг между О и Е-лучами происхо,дит (фиг.2) всегда в главном сечении кристаллической пластины. Если такая пластина введена между растрами, то между световыми сигналами, модулируемыми растровыми сопряжениями для Ои Е-лучей соответственно, существует фазовый сдвиг, равный

2 и — — cos d

Т

У (3) где d — - угол между линией считывания и главным сечением пластины.

Очевидно, что по отношению к сигналу, формируемому участком растрового сопряжения не содержащим пластины, фазовый сдвиг имеет лишь сигнал., образованный Е лучами, сигнал, образованный О-лучами, синфазен первому (он может быть использован в качестве

40 основного сигнала).

Для образования и групп сигналов, смещенных на 1/и периода сигнала, необходимо между растрами вдоль линии считывания ввести и.— 1 кристял 5 лических пластин, ориентация d и параметр d которых в соответствии с формулами.(1)-(3) выбраны такими, чтобы обеспечить указанные фазовые сдвиги, Кристаллооптический компонент 5 составлен в конкретном примере из трех кристаллических пластин А, Б и В,создающих смещение Е-лучей относительно О-лучей на 1/4 Т, 1/2Т и -1/4 Т (это соответствует сдвигам

55 фаз между сигналами от основных на

90, 180 и 270 ).

После измерительного растра, скрепленного .с объектом, образуют четыре группы световых сигналов, смещенных (а — Ь2 ) з п

Ь2 со

° сов Ч

sн y + а sin y (1) 1 где а= — —; пр (п и

1 и — главные показа0 по кристалла), тели преломления!

350487

E- sp д- луч

Я г 2

Составитель В, Климова

Редактор H,Ãóíüêî

Техред Л.Олийнык Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 5249/40 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д.4/5!

1роизводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 друг относительно друга на четверть

„периода. Для разделения сигналов свет пропускается через поляризационный делитель 6. С каждой из А, Б, и

В пластин кристаллооптического компонента оптически связаны фотоприемники

7 (три фотоприемника для регистрации световых сигналов E лучей и один для

О-лучей). I0

Таким образом, при помощи кристаллооптического компонента, составленного из пластин одноосного кристалла, введенного между растрами, можно сформировать группу сигналов, смещен- 1 ных по фазе на заданные величины.

Очевидно, что точность задаваемого фазового сдвига в этом случае определяется, как следует из формул (1)— (3), точностью изготовления пластин по толщине t, ориентации оптической оси, а также точностью ориентации пластин относительно линии считывания. Как следует из выражения (2), для максимума сдвига погрешность !с! сдвига между О- и Е-лучами зависит

l практически лишь от - погрешности 4 t изготовления пластины по толщине.

Формул а изобретения

Фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий последовательно установленные осветительную систему, растровое сопряжение из индикаторного растра, выполненного с штрихами постоянного шага, и четыре фотоприемника, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, он снабжен кристаллооптическим компонентом, установленным между растрами и выполненным в виде п-1 пластин одноосного кристалла, вырезанных под углами к их кристаллооптической оси, отличными от 0 и 90, и поляризационным светоделителем, размещенным за сопряжением, индикаторный растр в котором выполнен идентично измерительном три фотоприемника расположены по ходу излучения, отраженного от светоделительного покрытия светоделителя, а четвертый — в ходе излучения, прошедшего светоделитель.