Фотоэлектрическое устройство для измерения линейных и угловых перемещений объекта

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаейжим

СОциалистицеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 16.XII.1970 (№ 1603439/25-28) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 03.Х.! 973. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 24.II.1974

М. Кл. G 01b 19/36

G 01b 19 56

Гасударственный камитвт

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий

УДК 531.715.27(088.8) Авторы изобретения

Е. И. Финкельштейн, В. П. Майоров и Н. А. Кузнецова

Новосибирский приборостроительный завод им. В. И. Ленина

Заявитель

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕШЕНИЙ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к области фотоэлектрических измерений и предназначено для точного измерения линейных и угловых перемещений в измерительных приборах, например в инструментальных микроскопах, проекторах, а также в отсчетных устройствах металлообрабатывающих станков.

Известно фотоэлектрическое устройство для измерения линейных и угловых перемещений объекта, содержащее осветитель, две растровые шкалы, одна из которых — основная — закреплена на измеряемом об.ьекте, а другая — шкала-индекс выполнена сканирующей, и фотоприемники.

Однако переменный наклон параллелограмма, несущего сканирующую шкалу-индекс, может создавать нелинейность отсчетной системы, что снижает точность измерения.

Предлагаемое устройство отлпчаетс» тем, что с целью повышения точности измерения оно снабжено оптическим компенсатором, установленным перед шкалой-индекс, следящей системой и цифровым отсчетным блоком, связанными с компснсатором.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Оно содержит осветитель 1, основную шкалу 2, закрепляемую на измеряемом объекте, объектив 3, оптический компенсатор 4, шкалу-индекс 5, вибратор 6, заставляющий сканировать шкалу-индекс 5, фотоприемники 7 и

8, призму 9, отклоняющие идущие через шкалу-индекс лучи на фотоприемники (на чертеже призма 9 н фотоприемники повернуты на

90 ). Кроме того, устройство имеет усилитель

10, принимающий сигналы от фотоприемников; электронный блок 11, выдающий сипилы на двигатель 12 следящей системы; механическую систему 13 для перемещения оптического компенсатора 4; электрический датчик 14, соединенный с оптическим компенсатором 4 и предназначенный для передачи данных точного перемещения на цифровой

15 отсчетный блок 15.

Прибор работает следующим образом.

Основная растровая шкала 2 устанавливаетс» на измеряемом объекте и освещаетс» осветителем 1. Штрихи шкалы 2 с помощью

20 объектива 3 через линзовьш компенсатор 4 проектируется на шкалу-индекс 5, верхние штрихи которой сдвинуты относительно нижних па четверть шага. Свет через нижнюю систему штрихов шкалы-индекс 5 поступает на

25 фотопрнемнпк 7, а через верхи|о|о систему штрихов — «a фотоприемник 8 через призму

9. Сигналы, идущие от фотоприемников 7 и

8 через усилитель 10 подаются на цифровой отсчетный блок 15. В таком виде устройство

30 обеспечивает грубый отсчет.

399725

Предмет изобретения

Составитель A. Лобзова

Тскрс! Л, Вогдаиова

Коррекгоры: А. Николаева и Л. Корогод

Ррд«ктор Л, Народиаи

Заказ 222,9 Изд. № 42 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретении и открытий

Москва, К-35, Раушская нвб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Дл:! точного отсчета вкл1очают вибратор 6 и шкала-индекс 5 начинает вибриров пь. При этом сигналы с фотоприемников 7 и 8 через усилитель 10 подаются на электронный блок

11, преобразующий электрические сигналы фотоприемников 7 и 8 в сигналы управлс! пя двигателем 12 следящей системы.

Двигатель 12 через механическую с1стему

13 перемещает оптический компснсатор до тех пор, пока ось штрихов растровой шкалы

2 не совместится с осью колебания п1калыинд екса 5. В момент совмещения осей электронный блок 11 вырабатывает сигнал для остановки двигателя 2. Переме1ценис отпического компенсатора 4 механпческо11 мой 13 передается на ва". электрического да-.— чика 14, положение которого определяется и регистрируется цифровым отсчетпым блоком 15.

Основные погрешности измерения, нс счи-!

as> lц)грсшностей са .,!Ой шкалы, будут ollpcделяться, во-первых, чувствительностью совмещения осп колебаний сканирующей шкалы с осью штрихов основной растровой и!калы (в настоящее время ногреп1пость сов !еп1сния

llc превышает 0,0001 мм), во-вторых, погрешностью механической снсчемы перемен!ения компенсатора.

Учитывал значительную величину коэффициента передачи компенсатора погрешность

i:ехапизма, приведе!!ная и основной растро1п>й шкале, можсг быть доведена также чо величины 0,0001 мм.

Таким ооразом, предлагаемое устройство

10 оосснечивает высокую точность измерения.

Фотоэлек-. рическое устройство для измере15 ния ли и угловых перемещений объекта, содержащее осветитель, две растровые шкалы, одна из которых — - основная — закреплена на измеряемом об ьекте, а другая— шкала-индекс — — выполнена сканирующей, и

29 фотоприемники, от.гииающеес» тем, что, с целью повышения то !ности измерения, оно снабжено оптическим компенсатором, уста:1овлснпым перед шкалой-индекс, следящей системой и цифровым отсчетпым блоком. свя25 заннымп с компенсатором.