Датчик линейных перемещений
О П И С А Н И Е 389399
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социвпистических
Республик
Зависимое от авт с-ид"-To:«ücâà "
Заявлено 05.И!!.1971 (№ 1689088/25-28) 1. Кл. 6 01b 11, 02 с присоединением заявки №вЂ”
Государствеивый камитет
Савета Мииистрас СССР ве делам изс6Ретеиий
Приоритет
Опубликовано 05Х!!.1973. Бюллетень № 29
Дата опубликования описания 16.XI.1973
УДК 531.715.2(088.8} i вткРа!ТиЙ
Автор изобретения
В. В. Добырн
Заявитель
Филиал ордена Ленина физико-технического института им. А. Ф. Иоффе
ДАТЧИК ЛИНЕЙНЬ!Х ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к фотоэлектрическим датчикам измерения линейных координат с дифракциопными решетками в качестве измерительного элемента.
Известен датчик линейных перемещений, содержащий две дифракционные решетки, одна из которых неподвижная, а другая подвижная, источник света, расположенный перед решетками, и два фотоприемника, установленных за решетками.
К недостаткам этого датчика относятся малый зазор между решетками (в пределах одного — двух шагов решеток), а также относительно небольшая глубина модуляции муаровых полос и фазовые искажения; из-за небольшой глубины модуляции на работе датчика сказывается дрейф фотоэлектрических и электронных схем; в результате фазовых искажений работа датчика может быть полностью расстроена. Зазор в датчике (в обычном свете) не удается увеличить ввиду дифракционного эффекта, который приводит к уничтожению муаровой картины при определенной величине зазора.
Цель изобретения — повышение точности
H3MepeHtIH H HB>e>IiH0CTH p260TbI датчика.
Предлагаемый датчик отличается от известного тем. что в цем используют источник света, дающий цилиндрический световой фронт, образующие которого параллельны штрихам обеих решеток, фотоприемники выполнены соприкасающимися так, что их светочувствительные площадки лежат в одной плоскости, а линия их соприкосновения перпендикулярна источнику света и лежит с ним в одной плоскости, при этом фотоприемники установлены с возможностью поворота вокруг линии соприкосновения.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема описываемого датчика; па фиг. 2 — вид сверху на фиг. 1.
Датчик линейных перемещений в расходя15 щемся пучке света содержит линейный источник света 1, подвижную 2 и неподвижную 8 дифракционные решетки и фотоприемники 4 и б. Дифракционные решетки расположены так, что штрихи решеток и образующие ци20 линдрического светового фронта от источника света параллельны, а между решетками имеется равномерный зазор. Фотоприемники соприкасаются и расположены так, что линия их соприкосновения лежит в одной плоскости с линейным источником света и перпендикулярна ему, причем плоскость эта перпендикулярна плоскостям штрихов решеток. Кроме того, фотоприемники могут быть повернуты на некоторый угол вокруг линии соприкосно30 вения. Подвижная дифракционная решетка
389399
F< с
Фиг 1
4;5
Фиг 2
Составитель Лобзова
Техред 3. Тараненко
Корректоры: Л. Орлова и Н. Прокуратова
Редактор Л. Жаворонкова
Заказ ЗОИ/10 Изд. № 749 Тираж 755 Подписное
ЦНИИПИ Государствснного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475
Типография, пр. Сапунова, 2 может перемещаться в продольном направлении.
Работает датчик следующим образом.
При включении линейного источника света расходящийся пучок света модулируется парой дифракционных решеток. Сформированные обтюрационные полосы неподвижны при неподвижных дифракционных решетках. При перемещении подвижной дифракционной решетки обтюрационные полосы перемещаются реверсивно в соответствии с направлением перемещения решетки. Детектирование обтюрационных полос для их пересчета и определения направления перемещения осуществляется двумя фотоприемниками, которые в результате вращения вокруг линии соприкосновения поворачиваются на угол, обеспечивающий сдвиг фотоэлектрических сигналов на
90 .
Частота обтюрационных полос в плоскости чувствительных площадок фотоприемников определяется по приближенной формуле где F,ð — частота обтюрационных полос в поскости фотоприемников; — частота дифракционных решеток; р — зазор между решетками; с — расстояние между линейным источником света и фотоприемниками.
5 Ввиду работы в центральной области поля обтюрационных полос размер рабочей зоны решеток существенно уменьшен.
Предмет изобретения
Датчик линейных перемещений, содержащий две дифракционные решетки, одна из которых неподвижная, а другая подвижная, источник света, расположенный перед решет15 ками, и два фотоприемника, установленных за решетками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности работы датчика, в нем используют источник света, дающий цилиндрический световой
2о фронт, образующие которого параллельны штрихам обеих решеток. фотоприемники выполнены соприкасающимися так, что их светочувствительные площадки лежат в одной плоскости, а линия их соприкосновения перпендикулярна источнику света и лежит с ним в одной плоскости, при этом фотоприемники установлены с возможностью поворота вокруг линии соприкосновения.
