Преобразователь линейного перемещения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А й О 1 В 11/ОО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,штейа овог но-д рдея стан о ские преобразод ред.Л.Н.Престроениеф,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский ордена ТрудКрасного Знамени автомобильныйинститут и Московский оТрудового Красного .Знамени(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, содержащий последовательно установленные источник оптического излучения, коллиматор, акустический модулятор, электрический вход которого подключен к генератору, измерительный растр и фотоприемный блок, о т л и ч а ю щ и й с:я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в нем между коллиматором и измерительным растром установлен второй акустический модулятор так, что дифракция пучка лучей может быть осуществлена одновременно на двух ультразвуковых волнах, распространякщихся в модуляторах, в противоположных направлениях, при этом д каждый из модуляторов оптическисвязан с соответствующим участком одной и той же группы штрихов растрческих растров, поскольку контрастность этих растров падает с увеличением йомера плоскости локализации.Для уменьшения влияния рассеянного света могут быть введены апертурные диаФрагмы перед Фотоприемным,. устройством. Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для измерения координат треков микрочастиц на фотоснимках.Известны фаэовые растровые преобразователи перемещения, содержащиеисточник света, электромеханическиймодулятор, измерительный растр иФотоприемный блок 1 3.Наиболее близким к изобретению 10по технической сущности и достигаемому результату является преобразователь линейного перемещения, содержащий последовательно установленныеисточник оптического излучения, коллиматор, акустический модулятор, электрический вход, которого подключен кгенератору, измерительный растр ифотоприемный блок,Оптический блок Формирует два световых пучка, освещакщих две различные системы штрихов измерительногорастра, расположенные вдоль направления перемещения 2.Недостатком известного устройстваявляется наличие систематическойпогрешности преобразования, возникающей вследствие неточного нанесенияштрихов растра,Целью изобретения является повышение точности преобразования. 30Указанная цель достигается тем,что в преобразователе линейного перемещения, содержащем последовательноустановленные источник оптическогоизлучения, коллиматор, акустический 35модулятор, электрический вход которого подключен к генератору, измерительный растр и Фотоприемный блок,между коллиматором и измерительнымрастром установлен второй акустоопти ческий модулятор так, что дифракцияпучка лучей может быть осуществленаодновременно на двух ультразвуковыхволнах,.распространяют,ихся в модуляторах в противоположных направлениях,45при.этом каждый иэ модуляторов оптически связан с соответствующим участком одной и той же группы штриховрастра.На Фиг 1 представлена схема преобразователя линейного перемещения;на фиг. 2 и 3 в .варианты выполненияакустического модулятора с возбужден"ными в нем ультразвуковыми волнами,Преобразователь линейного перемещения содержит последовательно распо ложенные осветитель, состоящий изисточника 1 света, конденсатора 2,диафрагмы 3, коллимирукщей линзы 4,двухканальный акустооптический модулятор 5, в расположенных один над 60другим каналах которого распространяются во встречном направлении по одной бегущей ультразвуковой волне,.возбужденных генератором б. Далеерасположен измерительный растр 7 и 65 фотоприемное устройство 8, содержащее линзы 9 и 10 н фотоприемники 11 и 12. В световых пучках 13 и 14 точкой и крестиком указаны направле-. ния движения акустооптического растра к наблюдателью и от наблюдателя, соответственно. На Фиг. 2 и 3 обозначены пьеэоизлучатели 15 и 17, отражатель 18, поглотители 19 - 21.Устройство работает следующим образом.Свет от источника 1 собирается конденсатором 2, проходит через диафрагму 3 и коллимируется линзой 4. . Параллельный пучок света пересекает акустооптический модулятор 5, в котором распространяются одна над другой бегущие в противоположных направлениях ультразвуковые волны с длиной Л . Такие волны можно возбудить с помощью одного пьезоизлучателя 15, отражателя 18 и поглотителя 19 или использовать два пьезоизлучателя 1 б и 17 и два поглотителя 20 и 21. В результате модуляции волнового 4 ронта светового пучка каждой из ультразвуковых волн возникают два набора световых пучков - дифракционных порядков. При распространении этих порядков под различными углами друг.к другу меняются фазовые соотношения в пучках,.что приводит к возникновению двух амплитудных акустооптических растров с шагом 5 =Л , движущихся со скоростью распространения ультразвука в противоположиых друг другу направлениях. Направления штрихов этих акустооптических растров совпадают, а расположены они один под другим. Плоскости локализации как одного, так и другого акустооптического растра повторяются с периодом Л /3 , где Л - длина2световой волны, а первая плоскость локализации отстоит от ультразвуковой волны на расстоянии Л 2/Л.После сопряжения акустооптических растров, движущихся в противоположные стороны, с одним и тем же набором штрихов измерительного растра 7 образуются два модулированных, световых пучка. Эти пучки собираются линзами 9 и 10 и преобразуются фотоприемниками 11 и 12 в электрические сигналы ультразвуковой частоты, фазы которых изменяются в противоположные стороны при перемещении измерительного растра 7.Целесообразно устанавливать иэмерительныйрастр 7 в одной из первых.плоскостей локализации акустоопти/3.3 Тираж 591ВНИИПИ Государственного комитпо делам изобретений и откр 113035, Москва, У, Раушска Подписноеа СССРтийнаб., д,4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,Таким образом, использование акустического модулятора с двумя . каналами с возможностью возбуждения в каждом иэ расположенных один над другим каналов по бегущей ультразвуковой волне позволяет. повысить точ нОсть преобразования перемещение- фаза за счет использования одного и того же набора штрихов. При этом исключается составляющая погрешности измерения, возникающая из-за того, 10 что оптические каналы разнесены по линии измерительного перемещения. Эта составлякщая погрешности обусловлена неточностью нанесения штрихов . измерительного растра, в результате 35 чего между осями оптических каналов укладывается различное числа штрихов при различных положениях измерительного растра. Также устраняется ограничение на повышение разрешающей спо-20 собности, вызванное тем, что при уве. личенин разрешающей способности устройства путем уменьшения длины ультразвуковой волны Л плоскости локализации в квадратичной зависимости приближаются к акустооптнческому модулятору, попадая в зону расположения элементов оптического блока, что не позволяет осуществить сопряжение акустооптического и измерительных растров при небольших волнах ЛВ данном устройстве расстояние между акустическим модулятором и измерительным раствором может быть уменьшено до 1-г мм. При этом чувствительность можно повысить в 5-7 раэ.Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения основан йа повышении точности и разрешакщей способности измерения и может быть определен в зависимости от вида и объема контролируемых изделий.