Устройство для измерения перемещений объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при прецизионных измерениях перемещений объекта. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения погрешностей изготовления дифракционной решетки и расширение пределов измерения. Излучение от источника света расщепляется на два пучка и поступает на корректирующий элемент, который направляет их на измерительную решетку, связанную с перемещающимся объектом. Решетка выполнена из оптических одножильных световодов. Прошедшее решетку излучение интерферирует. Объектив увеличивает интерференционные полосы и проецирует их на двухщелевую диафрагму и дальше - на два фотоприемника. Сигналы с фотоприемников усиливаются и поступают в счетчик. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (1)5 G 01 В 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

; (21) 4642129/24-28 (22) 27.01.89 (46) 30. 10.90. Бюп. ¹ 40 (71) Институт электроники АН БССР (72) В,Н. Ильин (53) 531, 5.27(088.8) (56) фотоэлектрические преобразователи информации/Под ред. Л,И. Преснухина. М.: 11аы ностроение, 1974, с. 135-174, фиг. 80. (54) УСТРОЙСТВО Г(ЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕ

ЩЕНИЙ ОБЬЕ1(ТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при прецизионных измеренияхперемещений объекта. Целью изобретеИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при прецизионных измерениях перемещений объекта.

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения погрешностей изготовления дифракционной решетки и расширение пределов измерения, На чертеже изображено устройство для измерения .перемещений объекта.

Устройство содержит последовательно установленные источник 1 света и две прозрачные решетки 2 и 3, одна из которых (2) индикаторная, а другая (3) измерительная, предназначенная для связи с объектом, и приемную систему, состоящую из последовательно установленных объектива 4, двухцелевой диафрагмы 5 и двух фотоприния является повышение точности за счет уменьшения погрешностей изготовления дифракционной решетки и, расширение пределов измерения. Излучение от источника света расщепляется на два пучка и поступает на корректирующий элемент, который направляет их на измерительную решетку, связанную с перемещающимся объектом. Решетка выполнена из оптических одножильных световодов. Прошедшее решетку излучение интерферирует. Объектив увеличивает интерференционные полосы и проецирует их на двухщелевую диафрагму и дальше на два фотоприемника.

Сигналы с фотоприемников усиливаются и поступают в счетчик, 1 ид, емников 6 и 7, счетчика 8 и двух усилителей 9 и 10, электрически связанных входами с фотоприемниками 6 и 7, а выходами — со счетчиком 8, и корректирующий элемент 11, установленный за индикаторной решеткой 2 в диафрагированных ею пучках 1-го порядка, Измерительная решетка 3 выполнена в виде приставленных друг к другу без зазора оптических одножильных световодов (ОЖС) без защитной оболочки и установлена в месте пересечения дифрагированных пучков в плоскости, параллельной плоскости решетки 2.

Устройство работает следующим образом. .Излучение от источника 1 света, в .качестве которого использован лазер

1603189 расщепляется индикаторной решеткой

2 на два пучка, которые поступают на

t корректирующий элемент 11. Корректирующий элемент 11 направляет оба пучка в заданную точку, где они пересекаются. Элемент 11 состоит из одной неподвижной и двух подвижных частей. Это обеспечивает возможность изменения элементом 11 углов, под 10 которыми пучки направляются в точку пересечения. Изменяя углы, можно менять чувствительность устройства к перемещениям. Диапазон изменения уг0 лов — от нескольких градусов до 40

Соответственно, чувствительность может меняться в диапазоне 100-1 мкм.

В точке пересечения дифрагированные пучки попадают на измерительную решетку 3, связанную с перемещающимся объектом. Решетка 3 выполнена из при ставленных друг к другу беэ зазора

ОЖС без защитной оболочки и представляет собой наборный оптический растр (HOP) ° Наращивание HOP путем присты.-! 25 ковки к нему новых ОИС дает воэмож. ность измерять перемещения объекта практически на любые расстояния.

Прошедшее HOP излучение интерферирует. Объектив 4 увеличивает интерференционные полосы и проецирует их на двухщелевую диафрагму 5 и дальше на фотоприемники 6 и 7, сдвинутые в пространстве интерференционной по-; лосы на к/2. При перемещении HOP интерференционные полосы перемещаются, усилители 9 и 10 усиливают фототоки с фотоприемников 6 и 7 и преобразуют их в импульсы, которые накапливаются в счетчике 8.

Диаметр дифрагированных пучков должен быть вдвое больше диаметра

ОИС, из которых составлен НОР. Вьыолнение этого условия обеспечивает постоянный контакт интерференционных полос

В качестве источника 1 света могут применяться лазеры с малой длиной когерентности (например, полупроводниковые).

HOP может быть выполнен по любой криволинейной траектории с радиусом кривизны 10-12 диаметров ОИС и виие, что дает возможность измерять криволинейные перемещения при движении устройства вдоль HOP-. HOP может быт выполнен путем крепления как на жест- кую, так и на гибкую поверхность..

Формула изобретения

Устройство для измерения перемещений объекта, содержащее последовательно установленные источник света и две прозрачные решетки, одна из которых индикаторная, а другая измерительная, предназначенная для связи с объектом, и приемную систему, состоящую из последовательно установленных объектива, двухщелевой диафрагмы и двух фотоприемников, счетчика.и двух усилителей, электрически связан ных входами с фотоприемниками, а выходами — со счетчиком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения пределов измерения, оно снабжено корректи рующим элементом, установлении за индикаторной решеткой в дифрагирован ных ею пучках 1-го порядка, а измерительная решетка выполнена в виде приставленных друг к другу без sasopa оптических однааильиых световодов без защитной оболочки и установлена в месте пересечения дифрагированных пучков в плоскости, параллельной плоскости. решетки.

1603189

Составитель В. Костюченко

Техред М.Ходанич Корректор С. Шевкун

Редактор А. Orap

Заказ 3376 Тираж 491 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета по изобретениям и открытиям при ГКЙТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101