Устройство для измерения линейных перемещений

Устройство для измерения линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений в точном приборостроении и станкостроении. Целью изобретения является повышение точности за счет повышения контраста интерференционных муаровых полос. Для этого свет от источника 1 направляют в зону переналожения пропускающей решетки-индекса 5 и отражательной решетки-шкалы 6, где в результате последовательной дифракции на них образуются интерференционные муаровые полосы. Световой пучок нулевого порядка отражается обратно и фокусируется объективом 3 на выходной диафрагме 7. Наличие наклона решетки-индекса 5 по отношению к поверхности решетки-шкалы 6 обеспечивает выход наружных лучей за пределы диафрагмы 7. Компенсацию уменьшения эффективной постоянной D<SB POS="POST">1</SB> при повороте решетки-индекса 5 обеспечивает предварительно введенное приращение ΔD. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 В ) 1/00

ЩД Й ..

E ° i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4345861/24-28 (22) 18. 12.87 (46) 07.08.89. Бюл. № 29 (72) В.В.Куинджи, С.А.Стрежнев, А.Ф.Баранов и Т.С.Саамова г53) 531 715 (088 8) (56) Рассудова Г.Н. Интерференционные муаровые полосы в системе иэ прозрачной и отражательной дифракционных решеток. — Оптика и спектроскопия, 1967, т.22, № 3, с.473-479.

Там же, № 4, с.559-563. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ IIEPFNEI|IEHHA (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений в точном приборостроении и станкостроении. Целью изобретения

„„SU„„1499111 А1 является повышение точности за счет повышения контраста интерференционных муаровых полос. Для этого свет источника направляют в зону переналожения пропускающей решетки-индекса 5 и отражательной решетки-шкалы 6, где в результате последовательной дифракции на них образуются интерференционные муаровые полосы. Световой пучок нулевого порядка отражается обратно и фокусируется объективом 3 на выходной диафрагме 7. Наличие наклона решетки-индекса 5 по отношению к поверхности решетки-шкалы

6 обеспечивает выход наружных лучей за пределы диафрагмы 7. Компенсацию уменьшения эффективной постоянной при повороте решетки-индекса 5 обеспечивает предварительно введенное приращение ЛЙ. 1 ил.

3 1499111

Изобретение относится к измерительной технике и может бить использовано для измерения линеиных перемещений в точном приборостроении и станкостроении.

11ель изобретения — повышение точности измерений эа счет повышения контраста интерференционных муаровых полос. 10

На чертеже приведена оптическая схема устройства для измерения линейных перемещений по интерференционным муаровым полосам.

Устройство содержит последовательно установленные источник 1 света, входную диафрагму 2, установленную в фокальной плоскости объектива

3, связанные механически с перемещаемым объектом поворотное зеркало 4 20 и пропускающую решетку-индекс S, связанную с неподвижным основанием устройства отражательную решеткушкалу 6. Решетка-индекс 5.установлена так, что ее рабочая поверхность составляет клинообразный воздушный зазор с рабочей поверхностью решетки-шкалы 6. Ребро клина ориентировано в направлении, перпендикулярном штрихам обеих решеток,по стрел- 30 ке а. Угол клина равен . Постоянная решетки-индекса 5 превышает на величину дд номинальное значение, при котором соотношение постоянных обеих решеток 5 и 6 составляет целое чис ло и. В фокальной плоскости обьектина 3 расположена выходная диафрагма 7, за которой установлен блок 8 отсчета перемещений.

Устройство работает следующим 40 образом.

Свет от источника 1 проходит через входную диафрагму 2 и попадает расходящимся пучком на объектив 3.

Далее параллельным пучком свет пово- 45 ротным зеркалом 4 направляется в зону переналожения пропускающей решетки-индекса 5 и отражательной решетки-шкалы 6, где в результате последовательной дифракции на пропускающей, отражательной и вновь на пропускающей решетках образуются интерференционные муаровые полосы. Световой пучок результирующего нулевого порядка отражается по автоколлимации обратно, 55 фокусируется объективом 3 на выходной диафрагме 7. При перемещении решетки-индекса 5 вместе с поворотным зеркалом 4 относительно решетки4 шкалы 6 в рабочем поле устройства муаровые полосы перемещаются и модулируют интенсивность выходящего светового потока. Колебания интенсивности регистрируются блоком 8 отсчета перемещения и служат мерой перемещения измеряемого объекта. В результате наклона решетки-индекса 5 на угол по отношению к поверхности решеткишкалы 6 паразитные пучки света, отраженные от ее рабочей и нерабочей поверхностей, выводятся за пределы выходной диафрагмы 7 и не снижают величину модуляции выходного рабочего светового пучка. При повороте решетки-индекса 5 ее эффективная постоянная d, уменьшается, ее предварительно введенное приращение Dd компенсируется. Регулируя величину угла, добиваются положения решеткииндекса 5, при котором муаровые полосы растягиваются на все рабочее поле так, что вместо движения муаровых полос происходит равномерное изменение освещенности во всех точках рабочего поля устройства.

Пусть при параллельной установке решетки-шкалы 6 и решетки-индекса 5 рабочий и паразитный пучки света, отраженные соответственно решетками

6 и 5, располагаются в центре выходной диафрагмы 7. Чтобы полностью вывести паразитный пучок света из выходной диафрагмы, его необходимо сместнть на расстояние r не меньше, 1 + 1 чем r

2 где 1 „ и 1 — размеры входной и выходной диафрагм соответственно.

С этой целью решетку-индекс 5 следует повернуть на угол

1 + 12 а ) 2f где f — фокальное расстояние объектива 3.

Для компенсации поворота решетки-индекса 5 на угол ф величина приращения Dd постоянной должна обеспечивать равенство нулю угла расхождения интерферирующих лучей.

Это условие дЬстигается при (c(B+Ap

n А В(с+1) 1499111

d г

+ dd и где с л

= cîs 12 (gsin1--- (arcsin ----- ))

d1

-- cost( и и ориентирована к заштрихованной по5 верхности решетки-шкалы так, что ребро клина поверхностей решеток перпендикулярно их штрихам, а угол 9 между этими поверхностями удовлетворяет условеп ) А = cosg;

2Л 111

/3 = cos ц 1-(----)

1 l0 у (1,+ 1 )/4f, Формулаизобретения где d г — постоянная решетки-индекса; и — целое число.

d gtс (В+А) л А В(с+1) л с - oos (2qnin — iarcnin - — — — ));

2 дг — — cosV и

2Л 2 1

А = cosp В = cos Q 1 — (----) ); 1 2

Составитель В,Бахтин

Техред П.Сердюкова Корректор Т.Малец

Редактор А.Козориз Заказ 4677/36 Тираж 683 Подписное

ВНИ1П1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1130>5, 1 1осква, Ж-35, Раушская наб., л. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, уч. Гагарина,101

Устройство для измерения линейных перемещений по интерференциональным муаровым полосам, содержащее основания, последовательно установленные источник света, первую диафрагму, предназначенную для связи с объектом, пропускакнцую решетку-индекс, одна иэ поверхностей которой заштрихована, установленную на основании решеткушкалу, поверхность которой, обращенная к решетке-индексу, заштрихована, вторую диафрагму и отсчетный узел, 25 отличающееся тем,что, с целью повышения точности измерений, заштрихованная поверхность решеткииндекса выполнена с постоянной d „, определяемой соотношением

p — длина волны источника света;

1 „и 12 — размеры соответственно первой и второй диафрагм в направлении длины штрихов решеток;

f — фокусное расстояние объектива.