Датчик перемещений

ОЮОВ ЮЮЯЮИнпввак 80.103385 А С 01 В 11100 ГООУДМфСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОРш ааю ивапва и аннлю ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕ Я ЬСГВУ(21) 3406401/26 28 эых полос и выполненный в вице непоц- : (22) 10.03.82вижного корпуса, установленного в нем (46) 07.08.83, Бюл. Ж 29 с возможностью поворота барабана(72). Г. Я Кивен:юр, А. Ие Мо 1 чановк и фотоприемников, расположенных в.тор- : Л, К. Враго и АС. 1 чилнн . пе барабана, о т и ич а ю ш и й с я(71) украинский научноисспецоватещ.с" тем, что, с целью повышения разрешаю: кий институт станков и инструментов щей способности и упрощения конструк(66) 1. Авторское свилетепьство -Я:Р мерным шагом но цнаметру торца, сосМ 242413, кп. б 01 В 9/00,. 1069, тавляющему с направлением световых2. Авторское сйацетельство СССР полос Угол К, опрецеляемый из сост : й 416728, .кл 6 08 С. ОЮ 6, 1974 ношения(84) (57) ЙАТЧИК ПЕРЕИЕЩЕНИЙ; . 2 йо( соцержащий изиущевпь, аптическую гце Я - периоц слецования световыхсистему цля формирования перкоцичес полоского иааФ светоэьВ полосе связанную Й ю число фотоприемниковес контроларуемым обьВктцм и фстопржю 4с - расстояние межцу сосецними ,1 юйй узел, распоvожеиный в поле сВето-. фотоприемниками.888 1 1033Изобретение относится к иэмеритепьм,ной технике и может быть испоньзованов отсчетных системах устройств цпяизмерений линейных и угповых перемещеннй.Известен цатчик перемещений, соцержащнй излучатель, оптическую систему, состояшую иэ бопьшой и малойцифракцнонных решеток, обойму с поворотным барабаном и размещенные в ием 10четыре линзы и четыре фотоприемника,расположенные в угпах паралпеиерамма с расстоянием между осями фотоприемников, равными четверти шага мапой цифракционной решетки, и сцвигом дпо фазе межцу сигналами фотоприемников на 9 О 11.Оцнако жесткая зависимость расстояниямежцу осями от ширины шага цифрауйаои 4ной решетки привоцит к успожнению конструкции и ограничению возможностейпоцстройкн при изменении ширины световых полос, формируемых оптическойсистемой. Кроме того, невозможнополучение разрешающей способности выл.ше, чем четверть периода световькпонос.Наибопее близким к изобретениюпо техкцческой суцяости является цапчик перемещений, содержащий излучатель, оптическую систему цля формирования периоцического поня световыхпонос, связанную с контролируемымобъектом, и фотоприемный уэеп, расположенный в поле световых понос и выполненный в виде непоцвижного корпуса, установленного в нем с возможностьюповорота барабана й фотоприемников,распоноженных в торце барабана, Фотоприемный узел соцержит цва фотоприемника, установленных под угпом цруг кцругутак, что точка пересечения ихосей прохоцит через центр точечиогоизлучателя ( 2 1.Нецостатки известного цатчика закпючаются в ограниченной разрешающейспособности известного цатчика, котораа .не может быть выше, чем четверть пе. риоца,. световых понос, а также спожность конструкции ие-за установки фотоприемников поц жестко заданным50угпомфЦепь изобретения - повышение раэрешающей способности и упрощение констУказанная цель цостигается тем 55что в цатчике перемещений, соцержащемизпучатепь, оптическую систему ащ формирования периодического попа световых понос, связанную с контропируемъмобьектом, и фотоприемный узел, расположенный в поле световых, полос и выпопненный в вице иепоцвижного корпуса,установпенного в нем с возможностьюповорота барабана и фбтоприемников,распсаоженных в торце барабана, фотоприемники расположены с равномернымшагом по циаметру торца, составпяющему с направпением световых полос угонопрецепяемый из соотношения .4эЬЫ = -2 йо(гце А - период слецования световыхпопосфй - чисно фотоприемников:,- расстояние межцу сосецнимифотоприемниками.На фиг. 1 изображена принципиальная схема цатчика перемещений, в сщчае пинейных перемещений; на фиг. 2сечение А-А нафиг. 1 на фиг. 3 пример выполнения цатчика перемещеиий, в случае угповых перемещений.Датчик перемещений содержит излучатель 1, оптическую систему 2 цляформирования периоцического поля световых полос и фотоприемный узеп 3, соо,тоаший иэ корпуса 4 и барабана 5 сфотоприемниками 6 и распопоженныйв поде световых понос,Дня измерения линейных перемещений (фиг. 1) оптическая система 2 въьполнена на базе интерферометра Майкепьсока и соцержит непоцвижные отражаюшее 7 и поцупрозрачное 8 эеркапа ипоцвижное отражающее зеркано 9, жестко связываемое с контролируемъм объектом 10. Направпение световых (интерференционных) понос на выхоце оптической системы 2 перпенцикупярно направнению перемещения объекта 10.Барабан 5 (фиг. 2), установленный(например, по скопьэяшей посадке) вкорпусе 4 фотоприемного уэпа, выставиен в такое попожение, что диаметр,моль которого с равномерным шагомрасположены. фотоприемники 6, прохоцитпоц углом о к направпению световыхполос, причемАВ 1 о=. -д- ,гце А - цериоц слецования световыхполос .Й - чнспо фотоприемников;а - расстояние межцу сосецнвмифотоприемниками.Неправя световых полос опрецелается параметрами оптической сиське3 10 мы 2 цатчика а расстояние а 1 между фотоприемниками 6 связано с габаритами фотоприемников, их количеством и периодом световых полос А.Дпя измерения угповых перемещещй (фиг, 3) оптическая система 2 состоит из вспомогатепьного отражающего зеркала 11, растровой решетки 12 и растрового барабана 13, сицящего на одном вану с контролируемым объектом 10. Нацравпение световых (муаровых) полос на выходе оптической системы 2 перпенщвупярно оси вращения растрового барабана 13.Датчик линейных перемещений ра, ботает спецующим образом.При перемещении контролируемого объекта 10 вцопь направления пуча иэпучатепя 1 перемещается и жестко связанное с ним отражающее зеркало 9, что привоцит к перемещению световых полос на выходе оптической системы 2. При атом полосы нанравлены перпенди купярно плоскости чертежаПо сигналам с выхоца фотоприемного узла 3 опрецепяют вепичину перемещения объекта 10 путем поцсчета числа целых периоцов и цробной части периода световых полос, прошецших в поле зрения фотоприемников 6. 33858 4Датчик угловых перемещений работает следующим образом.При отраженин света иэпучатепя 1от зеркала 11 и прохожцения его через сопряжение растрового барабана 13и решетки 12 на выходе оптическойсистемы 2 формируются световые (муаровые) попосы, положение которых связано с углом поворота контропируемого О объекта 10. Вепичину перемещенияпопос опрецепяют по сигналам с выхоца фотоприемного узпа 3 так же, каки при измерении пикейных перемещений.Сигналы кваэисинусоицапьной формыс выходов сосецних фотоприемниковсцвинуты по фазе на - , Фиксацияточек переходасигнапов через копьпозвопяет опрецепять вепичину перемещения с разрешающей способностью О цопя периода.Расположение фотоприемников вцоациаметра, прохоцящего поц угпом оСк направпению световых полос, позвопяет повысить разрешающую способ д 5 ность за счет пространственной интерпопяаии периоца световых полос с коэффициентом 2 М, а упрощение конструвции связано с распопожением фотоприемников в ряц с равномерным шагом поциам етру торца барабана.