Преобразователь линейного перемещения

Преобразователь линейного перемещения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

721669 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.0878 (21) 2659711/25-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.0380. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 15.0380 (51)М. Кл.2 а 01 В 11/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК531 . 715. 27 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

E. P. Маламед, М.Д. Модель, Ю.С. Скворцов и R.Ñ. Шиянов (71 ) За яв итель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано, в частности, для автоматического измерения величины линейного перемещения подвижных элементов станков и приборов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь линейного перемещения, содержащий последовательно расположенные осветитель, ак усто-оптический модулятор (в котором распространяется бегущая ультразвуковая волна), измерительный растр (устанавливаемый на объекте, величина перемещения которого измеряется) и одноканальное фотоприемное устройство, (c выхода которого снимается сигнал определенной частоты, фаза которого изменяется относительно фазы опорного сигнала (1) .

В известном преобразователе выходной сигнал фотоприемного устройства, частота и фаза которого зависят от частоты и фазы бегущей ультразвуковой волны в акусто-оптическом модуляторе и фаза которого изменяется при перемещении объекта, сравнивается по фазе с опорным сигналом, частота и фаза которого определяются частотой и фазой напряжения на выходе генератора, возбуждающего в акустооптическом к-.одуляторе бегущую ультразвуковую волну, и на которой перемещение объекта не влияет.

Известный преобразователь не обеспечивает высокой точности измерения, так как сдвиг фаз между напряжением на выходе генератора и акустическими колебаниями в модуляторе не является постоянным, а изменяется с изменением окружающих условий (температуры, давления), влияющих на свойства акусто-оптическoro модулятора, Кроме того, в известном преобразователе только один иэ сравниваемых электрических сигналов изменяет свою фазу при перемещении объекта.

Это уменьшает величину измеряемого фазового сдвига, приходящу ося на единицу величины перемещения объекта, т . е. уменьшает чувствительность измерения.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения, Цель достигается тем, что преоб— разователь линейного перемсщения снабжен оптическим блоком, установленным между акусто-оптичесvèì моду721669 лятором и измерительным растрсм и разделяющим световой пучок на дна пучка таким образом, что их волновые фронты разнернуты друг относительно друга на 180, а фотоприемное устройство выполнено двухканальным, вход каждого иэ каналов обращен к одному из двух световых пучков .

На чертеже изображена принципиальная схема преобразователя линейного перемещения. 1О

Преобразователь линейного перемещения содержит последовательно расположенные осветитель, включающий источник 1 света, конденсор 2, диафрагму 3, линзу 4 акусто-оптический модулятор 5, на одном конце которого установлен пьезоэлектрический излучатель 6, а на другом — поглотитель

7, обеспечивающий распространение н модуляторе бегущих ультразвуковых нолн, возбуждаемых генератором 8 20 электрических колебаний, оптический блок 9, состоящий, например, из светоделительного кубика 10 и пентаприэмы 11, измерительный растр 12, двухканальное фотоприемное устройство

13, имеющее два канала 14 и 15, Работает преобразователь линейных перемещений следующим образом.

Истсчник 1 света конденсором 2 проецируется в плоскость диафрагмы Зо

3, находящейс я в ф окаль ной плоск ости линзы 4. После линзы 4 параллельный световой пучок направляется на акусто-оптический модулятор 5, на одном конце которого установлен пьезоэлектрический излучатель 6, а на другом — поглотитель 7, обесгечивающий распространение н модуляторе бегущих ультразвуковых волн, вОзбуждаемых генератором 8 электрических колебаний (направление бегущей ультразвуковой волны показано на чертеже стрелкой) . Пойдя через акусто-оптический модулятор 5, световой пучок направляется н оптический блок 9, состоящий, например, иэ светоделительного 45 кубика 10 и пентаприэмы 11. В светоделительном кубике происходит раз— деление св етон огo пучка на части, одна из которых проходит светоделительный кубик 10, а другая отражается g0 от гипотенузной грани 16 кубика 10 и, пройдя пентаприэму 11, испытыва я еще два отражения, также выходит из оптического блока 9.

Оба световых пучка, вышедших иэ оптического блока 9, проходят через измерительный растр 12 и попадают в фотоприемное устройство 3. 3, имеющее дна канала 14 и 15, где происходит ныраб отка дв ух эл ек трическ их с иг налов, соотнетствующая обработка которых обеспечивает получение необ— ходимой информации о величине перемещения:измерительного растра.

На чертеже стрелками показано, что нолновые фронты световых пучков, вышедших иэ оптического блока 9, зеркальны по отнсыению друг к другу.

Это приводит к тому, что возникают два оптических изображения волны в виде световых растров, перемещающихся относительно измерительного растра 12 в противоположные стороны.

В результате при перемещении измерительного растра 12 фазы обоих электрических сигналов, снимаемых с выходов обоих каналов 14 и 15 фотоприемного устройства 13, изменяются на одну и ту же величину, но разного знака. В этом случае сравниваются по фазе сигналы, частоты и фазы которых одинаково зависят от частоты и фазы бегущей ультразвуковой волны, возбуждаемой в акусто-оптическом мо— дуляторе 5, и фазы которых при перемещении объекта сдвигаются в противоположных направлениях. Благодаря этому удваивается чунствительность устройства и повышается точность и стабильность его работы.

Формула изобретения

Преобразователь линейного перемещения, содержащий последовательно расположенные осветитель, акустооптический модулятор, измерительный растр и фотоприемное устройство, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствит .льности и точности измерения, он снабжен оптич еск им блок см, уста нонлен ныл между акусто-оптическим модуляторсм и измерительным растром и разделяющим световой пучок на два пуч(:а таким образом, что их волновые фронты разв ернуты друг от носитель но друга на 18 0, à отопри емкое устройств о выполнено двухканальным, нход каждого из каналов обращен к одному из дн ух св ет оных и учк он .

Ист оч н ик и и нф орма ци и, принятые но внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельств. СССР

Р 305350, кл, G 01 В 11/1.4, 1971 (прототип) .

721б69

Составитель Л. Лобзова

Техред C . .Мигай Корректор Г. Наз арова

Редактор Н. Аристова

Заказ 117/32 Тираж 801 Подписное

ЦНИИПИ Государств ен ног о к смит ета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4