Оптический преобразователь линейных перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСРЕСПУБЛИК 9) 11/О 51)5 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ИЯ измерительно-информационных и управляющих комплексах для йзмерения различных физических величин, связанных с перемещением объекта. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых перемещений, Световой поток от источника 1 излучения через первую ветвь 6 разветвленного волоконно-оптического коллектора 2 и собирательную линзу 3, освещает поверхность 8 контролируемого обьекта, Отраженныйпотокчерез линзу 3, общую часть коллектора 2 и вторую ветвь 7 поступает на приемник 4излучения, Сигнал с приемника излучения поступает на регистратор 5, 2 ил. т им АТЕЛЬ ительвано в ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(56) Авторское свидетельство СССРВ 1613850, кл. С 01 В 11/00, 1988,(54) ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерной технике и может быть использо Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано виэмерительно-информационных и управляющих комплексах для измерения различныхфизических величин, связанных с йеремещением обьекта.Известен оптический датчик линейныхперемещений, содержащий. источник излучения, собирательную линзу .с фокуснымрасстоянием 1, дополнительную собирательную линзу, установленную по ходу излучения после первой собирательной линзы,приемники излучения, расположенные симметрично относительно оптической оси дат- .чика, и регистратор,Недостаток - малый диапазон измеряемых перемещений,Цель изобретения - .расширение диапазона измеряемых перемещенийЦель достигается тем, что в предлагаемом преобразователе, содержащем источник излучения, собирательную линзу,приемник излучения и регистратор, соединенный с приемником излучения, новым является введение разветвленного волоконно-оптического коллектора, установленйого перед собирательной линзой на расстоянии, меньшем ее фокусного расстояния, .причем одна ветвь коллектора сопряжена с источником излучения. а другая -с приемником излучения,На фиг, 1 представлена схема преобразователя: на фиг. 2 - его характеристики,Преобразователь содержит источник 1 излучения, разветвленный волоконно-оптический коллектор 2; собирательную линзу 3, приемник 4 излучения, регистратор 5. Первая ветвь 6 коллектора сопряжена с источником 1 излучения, а вторая ветвь 7 - с приемником излучения. Собирательная линза 3 расположена перед торцом неразветвленной части волоконно-оптического коллектора 2, причем оптическая ось собирательной линзы 3 совпадает с оптической осью неразветвленной части коллектора и перпендикулярна контролируемой поверхности 8, Расстояние между собирательной линзой 3 и торцом нераэветвленной части коллектора 2 меньше фокусного расстояния собира гельной линзы.Преобразователь работает следующим образом.Световой поток от источника 1 излучения, пройдя через первую ветвь 6 волоконно-оптического коллектора 2, направляется собирательной линзой 3 на контролируемую поверхность 8. Часть светового потока, отраженного от контролируемой поверхности, направляется собирательной линзой на торец нерэзветвленной части коллектора 2 и через вторую ветвь 7 поступает на приемник 4 излучения, Сигнал с приемника 4 излучения подается на регистратор 5, При изменении расстояния между контролируемой поверхностью 8 и собирательной линзой 3 изменяется световой поток, поступающий на приемник 4 излучения, По величине сигнала с приемника 4 излучения регистратор 5 фиксирует величину расстояния между контролируемой поверхностью 8 и линзой 3,На фиг. 2 (кривые 9) и риведено семейство характеристик преобразователя линейных перемещений, в котором использованы линза диаметра 12 мм с фокусным расстоянием 16 мм, концентрический волоконнооптический коллектор с диаметром неразветвленной части 2 мм и апертурой 0,5. Центральная группа волокон коллектора оптически сопряжена с приемником излучения, э периферийная - с источником излучения,Кривые 1 о и 1 г соответствуют случаям, когда волоконно-оптический коллектор 2 расположен вплотную к собирательной линзе 3 и нэ фокусном расстоянии 1 от ее главной плоскости. Кривые 1, 1 г, 1 з и 14 соответствуют случаям, когда волоконнооптический коллектор 2 расположен на расстоянии 11, 1 г. 1 з и 1 от главной плоскости:собирательной линзы, причем1 о11 г1 э141,При увеличении расстояния между собирательной линзой 3 и волоконно-оптическим коллектором 2 от 1 О до 14 диапазон измеряемых расстояний и линейность ха рактеристики предлагаемого преобразователя увеличиваются, а крутизна характеристики уменьшается, Поэтому, для заданного диапазона измеряемых расстояний необходимо выбрать ту или иную характеристику 15 преобразователя, являющуюся оптимальной с точки зрения обеспечения максимальных линейности и крутизны. Настройка волоконно-оптического преобразователя с целью получения оптимальной характери стики производится подбором расстояниямежду волоконно-оптическим коллектором 2 и собирательной линзой 3, Кривая 14 соответствует случаю, когда обеспечиваются максимальные диапазон измеряемых 25 расстояний и линейность характеристики.При дальнейшем увеличении расстояния между волоконно-оптическим коллектором и собирательной линзой нэ характеристике появляется перегиб (кривая 1 г) и уменьшает ся диапазон измеряемых перемещений,Ф ор мул а и з обретен и я Оптический преобразователь линейныхперемещений, содержащий источник излучения, собирательную линзу. приемник из лучения и регистратор, соединенный сприемником излучения, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью увеличения диапазона измеряемых перемещений, он снабжен разветвленным волоконно-оптическим коллек тором; установленным перед собирательной линзой на расстоянии, меньшем ее фокусного расстояния так, что одна ветвь коллектора сопряжена с источником излучения, а другая - с приемником излучения.01 оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагари аз 2758 Тираж "ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4(5