Датчик перемещения

 

Изобретение относится к измерительной технике, к оптоволоконным датчикам перемещений. Целью изобретения является повышения точности измерений за счет уменьшения потерь света в датчике. В датчике перемещений концы световодов объединены в группы, смещенные по Т, в группах отдельные световоды смещены один относительно другого на Т/4. За счет регулярной укладки световодов в виде спирали и расположения выходных торцов по винтовой линии с шагом T≤D/2ARCSINA, где D - диаметр световода, A - числовая апертура световодов, свет, отраженный от триппель-призмы, связанной с объектом, не испытывает виньетирования при вводе в световоды, и информационный сигнал передается без искажений. 2 ил.

ССЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 01 Б 11/02

ГОСУ

ПО И

ПРИ тель датч тени мере

И ной коннь ется по а

Ц иост поте фиг. 1 изображен датчик перемена фиг. 2 - схема укладки свеов. тчик перемещения состоит из волох световодов 1, которые одними ми 2 объединены в группы 3 - 6 и ески: связаны через светодели7 и объектив 8 с излучателем 9, ая группа 3 — б световодов — с етствующим ей фотоприемником 10ругими концами световоды 1 обраН щени тово

Д коннь конц опти тель а ка соот

13. (61) (21) (22) (46) (72) (53) (56)

Ф 14

I (54) (57) ФРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

БРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

НТ ССОР

ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1427169

4622170/24-28

19. 12. 88

23.11.90. Бюл. 9 43

В. И. Попов

531. 71: 531. 14 (088. 8)

Авторское свидетельство СССР

7169, кл. G 0 1 В 11/02, 1987.

ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к измериой технике, к оптоволоконным кам перемещений. Целью изобреявляется повьппение точности изий за счет уменьшения потерь обретение относится к измерительехнике, в частности к оптоволом датчикам перемещений, и являусовершенствованием устройства т. св. N- 1427169. ль изобретения — повышение точизмерений за счет уменьшения ь света в датчике.

2 света в датчике. В датчике перемещений концы световодов объединены в группы, смещенные по Т, в группах отдельные световоды смещены один относительно другого на Т/4. За счет регулярной укладки световодов в виде спирали и расположения выходных торцев по винтовой линии с шагом t 6 (d/2 arcsin А, где d - диаметр световода, А — числовая апертура световодов, свет, отраженный от триппельпризмы; связанной с объектом, не испытывает виньетирования при вводе в световоды, и информационный сигнал передается без искажений. 2 ил. цены к отражателю 14, состоящему из триппель-призмы 15 и объектива 16, и смещены один относительно дру- Вь гого на расстояние Т/4 вдоль опти- ческой оси отражателя 14, причем световоды в группах 3 — 6 смещены один относительно другого на расстояние Т.

Отражатель 14 связан с объектом 17 перемещения.

Ю

Концы волоконных световодов 1, об- 4 ращенные к отражателю 14, собраны в жгут (фиг. 2) со спиральным расположением световодов 1. Торцы световодов 1 расположены по винтовой линии в с постоянным углом подъема витков и

d шагом t < — tg, resin А, где d — диаметр световода; А — числовая апертура световода 1. Иаг t винтовой линии уменьшается по мере приближения к вершине.

З >6О8424 4

Ф

Датчик работает следующим образом. ного виньетирования конусов света соИзлучатель 9 с помощью объектива 8 седними световодами жгута, световоды равномерно возбуждает световоды 1. уложены регулярно, по спирали с торСвет распространяется по световодам 1, цами на винтовой линии с постоянным цостигает их выходных торцов и с помо-» углом подъема витков. Это уменьшает щью объектива 16 и триппель-призмы 15 потери света (уменьшение амплитуд отвозвращается к выходным торцам свето- дельных полуволн).и увеличивает точодов 1. При этом если фокальная плос- HocTb интерполирования информационных ость объектива 16 не совпадает ни с 10 сигналов. одним из торцов световодов 5, свето- Уменьшение потерь .света в датчике вая энергия практически рассеивается, путем исключения виньетирования конуне попадая в световоды 1. При переме- са потока света от каждого световода щении объекта 17 фокальная плоскость приводит к выравниванию амплитуд полуобъектива 16 наплывает на торцы сне- 15 волн выходных информационных сигналов товодов 1; последовательно пересекая к уменьшению искажений синусоидальной х торцы. По мере перемещения фокаль- формы сигналов и, как следствие, к ной плоскости объектива 16 к торцу повышению точности измерений, произсветовода 1, доля световой энергии, водимых датчиком. попадающей в него, увеличивается, до- 2О ,стигая максимума в момент совпадения Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я фокальной плоскости с торцом. Так как световоды групп 6, 5,.4 и 3 оптичес-. Датчик перемещения по авт, св. ки сопряжены с фотоприемйиками 10, 11, Р 1427169, отличающийся

12 и 13 соответственно, при перемеще- 25 тем, что, с целью повышения точности нии объекта 17 на фотоприемниках воз- измерений, концы волоконных световоникают сигналы с пространственным пе- дов, обращенные к отражателю, собраны риодом Т и сдвинутые один относитель- в жгут со спиральным расположениемно другого на Т/4. световодов, а торцы световодов распо.Наличие таких сигналов позволяет Зр ложены по винтовой линии с постоянным сформировать квадратурные сигналы углом подъема витков и шагом (т.е. сдвинутые по фазе на 7/2), вклю» — tg arcsin А, где чив фотоприемники попарно через один, 2

1 .. т.e ° 10 с 12 и 11 с 14 по балансной световода, А - числовая апертура све- схеме. При этом для устранения взаим- товодов.

16084 /4

CCP