Способ измерения перемещений и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХШ,ИВЛВМЕВИКРЕСПУБЛИК а) 6 01 В 11/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОрРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕ-,. СТВЛЕНИЯ.(57) Способ измерения перемещений, заключающийся в том, что формируют параллельный световой пучок, направляют его на участок измерительной растровой меры, сопрягают изображение этого участка с другим участком меры так, что смещения меры и ее изображения в плоскости сопряжения вза- г ЯО 1113662 А имно противоположны, регистрируют за со-.пряжением световой поток, по числу пульсации которого определяют перемещение мерй, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности способа, увеличивают или уменьшают сопрягаемое изображение меры в (2 к + 1) раз, где к = 1,2,3 целое положительное число.2. Устройство для измерения перемещений по п. 1, содержащее источник оптического излучения и последовательно установленные по ходу оптического излучения конденсатор, круговую измерительную растровую меру, объектив, отражательный блок, второй объектив, собирающую линзу и фотоприемник, причем диаметрально противоположные участки круговой меры оптически сопряжены через объективы и отражательный Е блок, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности способа, фокусные Цф расстояния 1 и 1 одного и другого объекти- Сю вов выбраны из соотношения 1/1(2 к+ 1), где к = 1,2,3, - целое положительное число.40 45 50 55 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, и может быть исполь.эовано для измерения линейных и круговых. перемещений.Известен фотоэлектрический способ измерения перемещений на основе использования растров заключающийся в том, цто формируют параллельный оптический пучок, пропускают его через последовательно установленные измерительную растровую меру,скрепляемую с контролируемым объектом,и,индикаторный растр и регистрируют прошедший через меру и растр световой поток,по числу пульсации которого судят о перемещении меры 1,Недостатком извест(ого способа является низкая чувствительность из-за ограничения пространственной частоты меры и растра технологическими факторами,Наиболее близким к изобретению являет.ся способ измерения перемецений, заключающийся в том, что формируют параллельный световой пучок, направляют его на участок измерительной растровой меры, сопря.гают изображение этого участка с другимучастком меры так, что смещения меры и ееизображения в плоскости сопряжения взаимно противоположны, регистрируют за со.пряжением световой поток, по числу пульсации которого определяют перемещение меры 2,С пособ осуцест вляют устройством для. измерения перемещений, содержащим источник оптического излучения и последовательно установленные по ходу оптического излучения конденсор, круговую измерительную,растровую меру, объектив, отражательныйблок, второй объектив, собирающую линзуи фотоприемник, диаметрально противопо.ложные участки круговой меры оптическисопряжены через объективы и отражатель.ный блок 2. Недостатком способа и устройства является ограниченная чувствительность, так как используемое сопряжение растров с равнь- ми пространственными периодами обеспеци. вает формирование только двух импульсов при смешении меры на один период.Цель изобретения - повышение чувствительности при фиксированном пространственном периоде меры.Поставленная цель достигается тем, цто согласно способу измерения перемещений, заклюакзшемуся в том, что формируют па. раллельный световой пучок, направляют его на участок измерительной растровой меры, сопрягают изображение этого участ(а с другим участком меры так, цто смещения меры и ее иэображения в плоскости сопряжения взаимно противоположны, регистрирукт за сопряжением свеовой поток, по числу. пуль. сании которого опрелеляют перемещение меры, увеличивают или уменьшают сопрягае. мое изображение меры в (2 к + 1) раэ, где к =- 1,2,3 - целое положительное число.В устройстве, осуществляющем способ и солержащем источник оптического излучения и последовательно установленные по холу оптического .излучения конденсор, круговую измерительную растровую меру, объектив, отражательный блок, второй объек. тив, собирающую линзу и фотоприемник, причем диаметрально противоположные учас. тки круговой меры оптически сопряжены церез объективы и отражательный блок, фокусные расстояния 1, и 1 одного и другого объективов выбраны иэ соотношения 1,Л = (2 к + 1), гле к = 1,2,3,. - целое поло 5 жительное число, На чертеже представлена схема устройства для осуцествления способа измерения перем е щения.Устройство содержит источник 1 оптического излучения и последовательно установленные по холу оптического излучения конденсор 2, круговую измерительную меру 3, объектив 4, отражательный блок, состояций из отражательных призм 5 и 6, второй объектив 7, собирающую линзу 8 и фотоприемник 9, диаметрально противоположные участки круговой меры 3 оптнцески сопрйжень через объективы 4 и 7 и отражательный блок, фокусные расстоянияи Ь одного и другого объективов выбраны из соотношения 1 Др = (2 к + 1), где к - 1,2,3, целое положительное число.Способ осуществляется с помощью устройства следукнцим образом,Параллельный пучок света, сформированный источником 1 оптического излучения и конденсором 2, направляют на участок круговой измерительной меры 3. Сопрягают изображение этого уцастка с диаметрально противоположным участком меры с помощью объективов 4 и 7 и отражательного блока, содержащего призмы 5 и 6. Объективь 4 и 7 н отражательный блок формируют изображение таким образом, что смещения изображения и меры в плоскости сопряжения взаимно противоположны.С помощью собирающей линзы 8 и фотоприемника 9 регистрируют световой поток, прошелший сопряжение. По числу пульсации светового потока опрелеляют перемещение меры,Поскольку фокусные расстояния ю и 1 одного и другого объективов выбраны из соотношения (1 Лд = (2 к + 1), где к1,2,3целое число, то сопрягаемое иэображение увеличено или уменьшено в (2 к + ) раз.При перемецении меры световой поток за сопряжением испытьвает амплитулную модуляцию. Увеличение числа пульсаций и, следовательно, чувствительности устройства можно определить из выражения (к+1).Например, увеличение (уменьшение) оптического изображения в 5 раэ приводит к повышению чувствительности в 3 раза. При этом увеличение чувствительности сопровождается уменьшением глубины модуляции и соответствуюгцим снижением отношения сигнал/шум. Таким образом, увеличение или уменьшение сопрягаемого изображения участка меры в (2 к + 3) раэ позволяет повысить чувствительность в (к + 1) раз.Предлагаемые способ и устройство дляизмерения перемешений допускают возможность использования значений увеличения (уменьшения) оптического иэображения, отличающихся от целых чисел, т. е. имеющих дробную часть, но при этом следует учиты.вать уменьшение глубины модуляции полезного сигнала.10Составитель Б. Потапов Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор И: Муска Тираж 586 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам язобретениА и открытнА 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП аПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4