Датчик линейных перемещений

Датчик линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

«>968603

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04. 12. 80 (21) 3213754/25-28

Р М К з 01 В 11/00 с присоединением заявки ¹Гос дарствениый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23.10.82.Бюллетень le 39

Дата опубликования описания 23.10.82 (ЗЗ) УДК531. 71:

:531.14(088.8) " ф. фЯЙ}зн %

11йПНтНОТЕХНИЧЕСМА1

БИЬЛИОТГМ (72) Авторы изобретения

8.A.3àáåëèí, Е.Р.Маламед, Г.Н.Рассудова,Ю.С и B.Ï.Tðåãóá (71 ) Заявитель

154) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИИ Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для автоматического измерения величины перемещения подвижных элементов в машино- и приборостроениич.

Известен датчик линейных перемещений, основанный на счете муаровых полос и содержащий последовательно расположенные источник света, конденсор, два неподвижных растра, нанесенные на пластинах, развернутых друг относительно друга на некоторый расчетный угол, подвижной растр, четыре собирающие линзы, в фокусе которых

" расположены приемные площадки. фотоприемников, соединенных по фотобалансной схеме 13.

Недостатком датчика являются большие габариты, так как каждый из неподвижных растров устанавливается в своей оправе, требующей сложной ре-гулировки, а конденсор, освещающий оба растра, имеет сравнйтельно большой световой диаметр и, как следствие этого, значительное фокусное расстояние, а свет, идущий в нулевом порядке, уменьшает контраст сигналов, снимаемых с фотоприемников, что ведет к снижению точности работы датчика.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик линейных перемещений, содержащий источник света и последовательно расположенные конденсор,, неподвижный растр с двумя группами BITpHxoB,ðàñположенными симметрично относительно его центра и ориентированными между собой под углом, подвижный растр в виде обычной растровой решетки и фотоприемный блок, два светочувствительных элемента которого расположЕны в.плоскости иэображения муаровых полос, образуемых растрами(2).

Недостатками известного датчика являются болене габариты и невысокая точность, обусловленная зависимостью контраста муаровых полос от изменения расстояния между подвижным и.неподвижным растрами, Целью изобретения является повышение точности измерения и уменьшение габаритов датчика.

Указанная цель достигается тем, что в датчике линейных перемещений подвижный растр выполнен в виде дифракционной отражательной решетки, а на неподвижном растре,,в его центральной части, выполнена дополнительная группа штрихов, параллель968603 ных биссектрисе- угла, образованного штрихами групп.

На фиг. 1 представлена оптическая схема датчиками на фиг. 2 — вид

А на фиг.. 1.

Датчик содержит источник 1 света, 5 конденсор 2, неподвижный растр 3, на который нанесены три группы штрихов 4-6 (фиг. 2) под некоторыми расчетными углами друг к другу, подвижную отражательную дифракционную 10 решетку 7, линзы 8 и 9, фотоприемный блок из фотоприемников 10 и 11, светочувствительные элементы которых расположены в плоскости изображения муаровых полос, образуемых раст- 15 рами.

Датчик работает следующим образом.

Источник 1 света, находящийся в фокальной плоскости.конденсора 2,, освещает параллельным пучком только зону, в которой находится группа штрихов 4 неподвижного растра 3. В исходном положении группа штрихов

4 параллельна штрихам подвижной отражательной дифракционной решетки 7

Свет дифрагирует, образуя рабочие порядки.

Свет, отраженный от дифракционной решетки.7, попадает на группы штрихов 5 и б неподвижного растра 3, а затем с помощью линз 8 и 9 фокусируется на светочувствительные элементы фотоприемников 10 и 11. При этом паразитный свет, идущий в нулевом порядке после неподвижного растра 3 и затем в нулевом порядке после стража-35 тельной решетки 7, не попадает на линзы 8 и 9, возвращаясь обратно на к8нденсор 2 . . Следовательно,.и на фотоприемники 10 и 11 попадает значительно меньше паразитного света, 40 что увеличивает контраст сигналов, снимаемых с фотоприемников 10 и Ю.

Это способствует повышению точности работы датчика.

Для полУчения муар-эффекта группы 4 штрихов 5 и б неподвижного растра 3 развернуты относительно группы штрихов 4 на равные, но,противоположно направленные углы

С целью получения двух сдвинутых друг относительно друга на fi/2 сигналов с фотоприемников 10 и 11, неподвижный растр 3 имеет юстировочную подвижку (не показана ) вдоль

>группы штрихов 4. Направление юстировочной подвижки указано на фиг.2 стрелками.

Конденсор 2 имеет световой диаметр точно такой же, как и линзы 8 и 9, так как на одну из линз 8 на" правляется свет, дифрагированный на группе штрихов 4 неподвижного растра 3 в О-ом.и +I-îì порядках, на другую — в 0-ом и -Т-ом порядках. A это приводит к уменьшению габаритов всего датчика и упрощению его конструкции.

Формула изобретения

Датчик линейных перемещений, содержащий источник света и последовательно расположенные конденсор, неподвижный растр с двумя группами штрихов, расположенными симметрично относительно его центра и ориентированными между собой под углом, подвижный растр и фотоприемный блок, дв светочувствительных элемента которогс расположены в плоскоСти изображения муаровых полос, образуемых растрами, о т л и ч а .ю шийся тем, что, с .целью повышения точности измерения и уменьшения габаритов датчика, подвижный растр выполнен в виде дифракционной отражательной решетки, а на неподвижном растре, в его центральной части, выполнена дополнительная группа штрихов, параллельных биссектрисе угла, образованного штрихами групп.

Источники информации принятые во внимание при эксйертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 508672, кл.G 01 В 19/0, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 665205, кл.G 01 В 11/00, 1978 (прототип).

968603

Фиа. оиУА

Составитель A.Ñîëîóõèû

Редактор Н.Лазаренко Техред Л.Пекарь. КорректорС.Шекмар

Мв аказ 8141/66 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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