Патент ссср 239824

23982i4

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскнх

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 11.Х.1967 (№ 1189522/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 18.111.1969, Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания ЗОХП.1969

Е,л. 74b, 8/04

42h, 10/07

МПК О 08с

G 02Ь

УДК 531.717.53(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Сосете Министров

СССР!

Автор изобретения

В. M. Веденов

Заявитель

Московский станкоинстру ментальный институт

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СВЕТОВОГО

ЛУЧА

Описываемое устройство относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения перемещений в системах программного управления станками или системами.

В измерительной технике известны фотодиодные устройства для измерения перемещения светового луча, содержащие формирующую оптическую систему, два световых канала — измерительный и опорный, фотодиод с продольным фотоэффектом и усилитель. Недостатком их является зависимость выходного напряжения от величины светового потока, температуры и старения фотодиодов, выражающаяся в изменении наклона выходнойхарактеристики.

В предлагаемом устройстве в измерительчом канале использован гибкий световод, один конец которого, воспринимающий световой поток, неподвижен в процессе измерения, а другой связан с контролируемым объектом и примыкает своим торцом к светочувствительной поверхности фотодиода, выход которого связан со входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, осуществляемой напряжением опорного канала.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Оно состоит из источника света 1, конденсатора 2, фокусирующих линз 8 и 4, разделнтельных зеркал 5 н 6, модуляторов света 7 н 8, стекловолоконного световода 9, фотодиода 10 с продольным фотоэффектом, фильтра

11 низкой частоты, фильтра 12 высокой частоты, усилителя 18 низкой частоты, усилителя

14 высокой частоты, детектора 15, измерительного прибора 16 и усилителя 17.

Принцип действия устройства заключается в следующем.

10 Световой поток источника света 1 .превращается в параллельный пучок света с помощью конденсатора 2. Пучок света разделяется зеркалом 5 на два приблизительно равных световых потока. Одна часть светового потока

15 направляется на модулятор 8, модулируется по интенсивности, а затем направляется на линзу 3, которая фокусирует его на ту точку светочувствительной поверхности фотодиода с продольным фотоэффектом, которая соот20 ветствуег максимуму. характеристики U= f(x), где х — вслнчнна смещения светового пятна относительно центра фотодиода. Световое пятно B процессе измерения не меняет своего положения относительно фотодиода.

25 Вторая часть светового .потока с помощью зеркал 5 и 6 напразляется на модулятор света 7, в котором осуществляется модуляция светового потока по интенсивности низкой частотой, а затем с помощью фокусирующей

30 линзы 1 собирается в световод 9, противопо239824

Составитель А. Г. Иванова

Техред Л. К. Малова

Редактор П. Вербова

Корректоры В Петрова и Е. Ласточкина

Заказ 1692/14 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитезн по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 ложный торец которого направлен на светочувствительную часть фотодиода 10 и жестко укреплен на объекте, перемещение которого измеряется.

Таким образом, на выходе фотодиода об- 5 разуются два напряжения различной частоты. Напряжение одной частоты зависит только от интенсивности светового потока, а напряжение другой частоты — от положения измерительного торца световода и от интен- 10 сивности светового потока. С выходных электродов фотодиода напряжения двух частот усиливаются общим усилителем 17. После усиления сигналы низкой и высокой частоты разделяются соответственно фильтром П и 15 фильтром 12. После фильтра 11 сигнал усиливается усилителем 18 и подается для измерения на прибор 1б, отградуированный непосредственно в единицах измерения перемеще-й1ия. 20

Напряжение высокой частоты фильтра 12 усиливается усилителем 14 и детектируется детектором 15. Постоянное напряжение с детектора 15 подается на усилитель 17 для автоматического регулирования коэффициента его усиления, в результате чего напряжение низкой частоты на выходе усилителя 17 зависит только от величины перемещения измерительного торца световода.

Предмет изобретения

Устройство для измерения перемещения светового луча, содержащее формирующую оптическую систему, два световых канала — измерительный и опорный, фотодиод с продольным фотоэффектом и усилитель, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния нестабильности светового потока и температуры окружающей среды, в измерительном канале использован гибкий световод, один конец которого, воспринимающий световой поток, неподвижен в процессе измерения, а другой— связан с контролируемым объектом и,примыкает своим торцом к светочувствительной поверхности фотодиода, выход которого свя-, зан со входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, осуществляемой напряжением опорного канала.