Фотоэлектрический преобразователь перемещений
Патент 958848
Авторы
Классы МПК
Фотоэлектрический преобразователь перемещений
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗЬБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()958848
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 23.02.81 (21) 3253768/25-28 (51) М. Кл.
G 01 В 11/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—
Гвеудлрстее|нме комитет
СССР
Опубликовано 15.09.82. Бюллетень № 34
Дата опубликования описания 25.09.82 лю делам изобретений и отхрмтий
-(53) УДК 531.715..27 (088.8) (72) Авторы изобретения
Н, К. Деревенко и С. С. Гер
Московский институт электронной те (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ПЕРЕМЕЩЕНИИ теристики меры внутри периода, нестабильностью фотоприемника и осветителя.
Цель изобретения — повышение точности измерений.
Эта цель достигается тем, что в фотоэлектрическом преобразователе перемещений, содержащем последовательно установленные осветитель, измерительный и индикаторный растры, образующие обтюрационное измерительное сопряжение, фотоприемники и
| р электронный блок, фотоприемники расположены так что их оси образуют с осью осветителя отличные от нуля углыт|,совпадающие с направлением формирования главных интерференционных максимумов картины, образованной обтюрационным сопряжением, величина углами,„определяется из соотношения
1 пс4
Л длина волны света; период растра; порядок интерференции; где A.c1—
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точного позиционирования подвижных частей . различных механизмов.
Известно устройство, в котором анализируют распределение освещенности при помощи фотоприемника, осуществляющего сканирование в направлении измерения (1).
Недостататок этого устройства — невозможность получения прямого цифрового отсчета.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий после довательно установленные осветитель, измерительный и индикаторный растры, образующие обтюрационное измерительное сопряжение, фотоприемники и электронный блок. В этом устройстве фотоприемники сгруппированы через один в две группы (2).
Недостаток этого преобразователя — невысокая точность измерений, обусловленная применением радиальных растров с линейным шагом растра 0,2 мм и более. Это обусловлено нелинейностью световой харакч;||= 9„,-9 = arcsin (+< +sin ар) - 8, т
958848
n — количество фотоприемников.
О и О, — углы между перпендикуляром, лежащим в плоскости, образованной осями осветителя и фотоприемников, к линии пересечения этой плоскости с плоскостью растрового сопряжения и соответственно осью фотоприемника и осью осветителя.
На чертеже изображена схема преобразователя.
Преобразователь содержит осветитель 1, измерительный 2 и индикаторный 3 растры, образующие обтюрационное измерительное сопряжение фотоприемников 4 и электронный блок 5. Измерительный растр 2 подвижен вдоль линии перпендикулярной штрихам растра, относительно осветителя 1, индикаторного растра 3 и фотоприемников 4, жестко закрепленных на одном основании.
Преобразователь работает следующим образом.
При освещении пучком лучей от осветителя 1 плоскости обтюрационного измерительного сопряжения, образованного растрами
2 и 3, лучи, отраженные и проходящие через плоскость, дифрагируют и образуют интерференционную картину, которая проецируется на светочувствительные поверхности и фотоприемников 4. Оси фотоприемников 4 образуют с осью осветителя 1 отличные от нуля углы чщ, совпадающие с направлением формирования главных интерференционных максимумов с порядком интерференции
Iml> 1. При этом в соответствии с известной теорией плоской дифракционной решетки углычп,определяют по формуле чу= Фи- 8p = arcsin(" sin о) — Э,,()) где Л вЂ” длина волны света;
4 — период растра;
Эщи Bp — углы между перпендикуляром к линии а-а, лежащем в плоскости, образованной осями осветителя и фотоприемников и соответственно осью фотоприемника и осью осветителя, а интенсивность 1о,света в m-ом интерференционном порядке определяется зависимостью
1 = С,(1- со.2; Ь), (2) причем где S — ширина щели в плоскости обтюрационного измерительного сопряжения
1 — интенсивность света в нулевом порядке интерференции при S =
Так как интерференционная картина образуется как в отраженных, так и в проходящих лучах, то фотоприемники 1 можно расположить с обеих сторон плоскости обтюрационного измерительного сопряжения, и максимальное значение п,„„количества фотоприемников будет вдвое больше предельного значения интерференционного порядка т.е. п пах= — л—
Аd
Предлагаемая схема фотоэлектрического преобразователя дает возможность повысить технологичность и производительность изготовления прецизионных шкал.
Формула изобретения а 1
41 л где А — длина волны света;
d — период растра;
m — порядок интерференции; и — количество фотоприемников;
ОП1и 8о — углы между перпендикуляром, лежащим в плоскости, образованной осями ос4О ветителя и фотоприемников, к линии пересечения этой плоскости с плоскостью растрового сопряжения и соответственно осью фотоприемника и осью осветителя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 485307, кл. G 01 В 21/00, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР № 629443, кл. G 01 В 11/00, 1978 (прототип).
Фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий последовательно установленные осветитель, измерительный и индикаторный растры, образующие обтюрационное измерительное сопряжение, фотоприемники и электронный блок, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности измерений, фотоприемники расположены так, что их оси образуют с осью осветителя отличные от нуля углы ч„„совпадающие с направлением формирования главных интерференционных максимумов картины, образованной обтюрационным сопряжением, величина угла,о определяется из соотноше30 ния бп = @н Qp = arcsin (" sin Эо) — Qp, 958848
Составитель С. Грачев
Редактор И. Касарда Техред А. Бойкас Корректор Г. Решетник
Заказ 6772/54 Тираж 614 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4