Преобразователь линейных перемещений

Преобразователь линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЗЬСТВУ

Союз Сеаетскнк

Соцналнстнческнв

Республик (111 868340 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 230180 (21) 2873455/25-28 р )м. Кл.

G 01 В 11/00 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—

Государственный коинтет

СССР

IIo дмаи нзобретеннй н открытнй

ОпубликоеаиО300981. Бюллетень М 36 (53) УДК 531,71!

: 531: 14 (088.8) Дата опубликоввеиия описания 300981 (72) Авторы изобретения

Н.Ф.Попов, A.Н.Ершов, В.В.Пузырев и Я.В.Демент ев

Научно-исследовательский институт прикладной г (71) Заявитель зии (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для измерения перемещений различ-, ных объектов.

Известен преобразователь линейных перемещении объекта, содержащий сВетоделитель, две растровые решетки, одна из которых — основная — закреплена на контролируемом объекте, а другая — 1О решетка-индекс — выполнена подвижной, фотоприемники, оптический компенсатор, установленный перед решеткой-индексом, следующую систему и цифровой отсчетный блок (1 5.

В указанном устройстве погрешность 1з ,совмещения оси колебаний подвижной решетки с осью штрихов основной решетки снижает точность измерения перемещений, Кроме .того, на точности измерения сказывается наличие мертвого хода и ошибок в механической системе перемещения компенсатора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является преобразователь линейных перемещений, содержащий измерительный н опорный каналы, каждый из которых включает оптически связанные осветитель, растровую решетку, объектив и фотоприем- 30 ник, а растровая решетка измерительного канала предназначена для установки на контролируемом объекте 2).

В известном устройстве достижение высокой точности измерения ограничено требованием равенства шагов всех решеток между собой при малой величине линейного шага растра, что вызывает значительные технологические трудности.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь линейных перемещений снабжен отражательньм элементом с плоскими попарно параллельными отражающими поверхностями, установленными с возможностью углового перемещения в плоскости, перпендикулярной плоскости штрихов растровых решеток, в каждом канале осветитель, растровая решетка, объектив, одна из отражающих поверхностей отражатель ного элемента и фотоприемник установлены по автоколлимационной схеме, а отношение фокусных расстояний объективов прямо пропорционально отношению шагов соответствующих растровых решеток.

868340

На фиг. 1 и. 2 представлена принципиальная схема преобразователя линейных перемещений; (варианты).

Преобразователь линеиных перемещений (фиг. 1) содержит измерительный и опорный каналы 1 и 2, каждый из которых включает, соответственно, осветитель 3 и 4, расположенный с одной стороны растровой решетки 5 и 6, объектив 7 и 8, расположенный с другой стороны растворовой решетки 5 и

6, установленной в свою очередь в фо,кальной плоскости. объектива 7 и 8, причем растровая решетка 5 устанавли- вается на контролируемом объекте, фотоприемник 9 и 10, расположенный с той же стороны решетки 5 и 6 что и ос- 15 ветитель 3 и 4, и отражательный. элемент 11 с плоскими попарно параллельными отражающими поверхностями, установленный между объективами 7 и 8 с возможностью колебательного движения 20 н плоскос;и, перпендикулярной штрихам растровых решеток 5 и 6. Отражательный элемент 11 выполнен, например, в виде двухстороннего зеркала, закрепленного на свободном конце пье- д зопластины. Другой конец пьезопластины жестко закреплен, и на него подается напряжение, обесйечивающее колебательное движение пьезопластины,. причем минимальный угол наклона последней обеспечивает получение не менее одного периода гармонического сигнала в каждом из каналов. В каждом канале 1 и 2 осветитель 3 и 4, объектив 7 и 8, одна из отражающих поверхностей отражательного элемента 11

35 и фотоприемник 9 и 10 установлены по автоколлимационной схеме, а отношение фокусных расстояний объективов

7 и 8 прямо пропорционально отношению шагов соответствующих растровых 40 решеток 5 и 6.

Преобразователь работает следующим образом.

В канале 1(2 ),фиг. 1) лучи от осветителя 3(4) проходят растровую ре- 4 шетку 5(6), объектив 7(8) и падают на отражательный элемент 11, отразившись от которого, лучи вновь проходят объектив 7(8 ) и строят изображения штрихов растровых решеток 5 (6) в плоскости самих штрихов перевернутыми на 180О

При перемещении решетки 5(6 ) ее изображение смещается навстречу на такую же величину, т.е. происходит удвоенное суммарное перемещение.

Автоколлимационные иэображения штрихов растровых решеток 5 и 6 играют роль индикаторной растровой решетки.

В момент наклона отражательного gp элемента 11 в плоскости, перпендикулярной плоскости штрихов растровых решеток 5 и 6, происходит смещение автоколлимационных иэображений растровых решеток..

Фотоприемник 9 измерительного канала 1 и фотоприемник 10 опорного канала 2 фиксируют изменение световых потоков в виде гармонических сигналов.

Разность фаз выходных сигналов,сни" маемых с фотоприемников 9 и 10, отражает взаимное расположение штрихов растровых решеток 5 и 6.

Другим вариантом выполнения преобразователя линейных перемещений является выполнение отражательного элемента н виде пранильной многоугольной призмы 12 с плоскими попарно параллельными отражающими поверхностями, установленной между объективами 7 и 8 с возможностью вращательного днижения вокруг своей оси, которая параллельна направлению штрихов растровых регаеток 5 и 6 (фиг.2) .

Принцип работы преобразователя указанного варианта аналогичен выше-. описанному.

Точность измерения повышается за счет предлагаемого построения схемы.

Формула изобретения

Преобразователь линейных перемещений, содержащий измерительный и опорный каналы, каждый из которых включает оптически связанные осветитель, растровую решетку, объектив и фотоприемник, а растровая решетка измерительного канала предназначена для установки на контролируемом объекте, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен отражательным элементом с плоскими попарно параллельными отражающими поверхностями, установленными с возможностью углоного перемещения в плоскости, перпендикулярной плоскости штрихов растровых решеток, в каждом канале осветитель, растровая решетка, объектив, одна из отражающих поверхностей отражательного элемента и фотоприемник установлены по автоколлимационной схеме, 3 а отношение фокусных расстояний объективов прямо пропорционально отношению шагов соответствующих растроных решеток.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. АвторсКое свидетельство СССР

М 399725, кл. G 01 В 19/36, 1974.

2. Фотоэлектрические преобразователи информации. Под ред. Л.Н.Преспухина. M., "Машиностроение", 1974, с. 203-205 (прототип).

868340

put.! фиг.2

Составитель С.Гречев

Техред М.Рейвес

Корректор Г. Решетник

Редактор В.Петраш

Поддисное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8298/50 Тирам 645

ВНИИПИ Государственного.комитета СССР по делам изобретений и открытия

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