Устройство для измерения перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1) С 01 В 11/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 3:;сИЯЗУ РЕТЕНИЯ ПИСАНИ ВТОРСКОМУ Я,Яр.1 1.) 1 4486241/24-2826.09.8815,12 90, Бюл, ВМосковское научноое объединение "ТВ,М,Веденов531.715 (088.8)Авторское свидет27495, кп. С 01 В(21) (22) (46) (71) венн (72) (53) (56) У 15 СТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМ Изобретение относитсяой технике и может быт ля измерения малых п.ЯО. 161385 ний. Целью изобретения является повышение точности эа счет устранения влияния угловой нестабильности диаграммы направленности лазера. Луч от лазера 1 попадает в оптический блок, в котором разделяется на два пучка, причем снабжение этого блока двумя призмами 2 и 3 БСобеспечиваетоодинаковый оптический путь от лазерадо позиционно"чувствительных фотоприемников 5 и 6. Благодаря этому изменение сигнала на них, обусловленное нестабильностью диаграммы направленности лазера, устраняется в сумматоре 9. 1 ил.Изобретение относится к измерительной техника и может быть использовано Для измерения малых перемещений, в частности, в условиях высокоточного позиционирования координатных столов при установке радиоэлементов на печатные платы, позиционирования подвижных органов роботови металлорежущнх станков, для измерения вибраций различных механизмов,приборов и т,д.Цель изобретения - повышение точноСти путем устранения влияния угловой нестабильности диаграммы направленности лазера (ДНЛ).На чертеже представлена схемаустройстваУстройство содержит лазер 1, призмы 2 и 3 БС-О, триппельпризму 4,первый позиционно-чувствительный фотоприемник (ПЧФ) 5, второй ПЧФ 6,первый и второй электронные блоки 7и 8 и сумматор 9. Позицией 10 обозначен объект, перемещение которого измеряют.,Устройство работает следующим образом,Лазер 1, устанавливаемый неподвижно относительно основания, задаетисходное положение контроля, например положение позиционирования объекта 10. 30 Оптический блок разделяет световойпоток лазера 1 на два параллельных,приблизительно равных по мощности,световых потока, Один иэ этих потоковнаправляется через оптический удлинитель на ПЧФ 5 измерительного канала,который жестко связан с контролируе - Омым объектом 10, другой после отражения от триппельпризмы 4, укрепленнойна объекте 10, направляется на ПЧФ 6опорного канала, который установленнеподвижн оносителн оновация.При перемещении объекта 10 на+ ДХсветовой зонд перемещается по поверхности ПЧФ 5 на -ДХ, формируя на еговыходе электрический сигнал Н= -Б 5 ДХ, где Б - координатная чувствительность ПЧФ 5,Одновременно световой зонд, отраженный от триппельпризмы, перемещается по поверхности ПЧФ 6 на +2, формируя на его выходе электрический сиг 5нал О = 2 Б ДХ, где Б 6" координатная чувствительность ПЧФ 6.Линейные и угловые флюктуацпи пространственного положения ДНЛ формируютна выходах ПЧФ напряжения Нь = ЯЬХ +в+ ЯУфф 1 й06 Б 6 ЬХп + Я ф 105деДХ - линейная нестабильностЬ ДНЛ; К -угловая нестабильность ДНЛ; 1длина оптического пути излучатель 1ПЧФ 5; 1 л 6 - длина оптического путиизлучатель 1 - триппельпризма ПЧФ 6.После усиления сигналов с ПЧФ 5 и6 электронными блоками 7 и 8 получаютЦ 7 - К 7 ЯЕХ + КтЯДХ+ КБ 01 щ еНб = 2 КЕЯЬДХ - КВЯ 6 ДХ - КЕЯ 6 Ы 1 а 6.Регулируя коэффициенты К усиленияэлектронных блоков 7 и 8, нетруднообеспечить равенство КЯ = КЬЯ 6, аподбирая длину оптического плечапризменной системы 2, 3 из БС-Оравенство 165 = 1 иб - 1 НПри выполнении этих условий на выходе сумматора 9 получают Н + Н.= К Я 6 ДХ, Таким образом, на выходесумматора 9 получают электрическийсигнал, пропорциональный ДХ - перемещению объекта в направлении оси ОХ,независимый от линейной и угловойнестабильности ДНЛ и флюктуаций воздушного тракта, по которому распрост"раняется поток излучения лазера напромежутке от излучателя 1 до оптического блока разделения световогопотока.Аналогично проводят измерения ив направлении оси ОУ,Формула изобретенияУстройство для измерения перемещений объекта, содержащее основание, размещенный на основании лазер, расположенный по ходу излучателя лазера оптический блок - предназначенный для разделения излучения на два пучка - опорный и измерительный, первый позиционно-чувствительный фотоприемник (ПЧФ), установленный в измерительном пучке и предназначенный для крепления к объекту, установленные в опорном пучке триппельпризму, предназначенную для крепления к объекту и размещенный на основании второй ПЧФ, первый и второй электронные блоки, входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго ПЧФ, и сумматор, вход которого соединен с выходами электронных .блоков, отличающееся тем, что, с целью повышения точно ти измерений, оптический блок выполнен в виде прямоугольной призмы и двух призм типа БС="3, грямоугсльная призма располоЗаказ 3885 Тираж 491 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 516138 жена так, что одна из ее катетных граней параллельна гипотенузной гра- . ни триппельпризмы, первая призма БС-О вьполнена с полупрозрачной гра 1 нью и ориентирована так, что ее полупрозрачная грань параллельна гипотенузной грани прямоугольной призмы, вторая призма БС-О установлена эак, что ее неотражакщне грани параллельны неотражающнм граням первой.призмы 52 6и оптически с ней связана, длина . призм БС-О выбирается иэ условия равенства оптических длин путей от лазера до первого и второго ПЧф соответственно, а первый и второй ПЧФ и первый и второй электронные блоки вы. попнены с координатной чувствительяостью 8, 8 и коэффициентами К, К усиления электронных блоков, выбранными из соотношения ЯК = БеК.