Способ определения линейных перемещений объектов с плоской зеркально-отражающей поверхностью

(9 1 й 21 51) 5 ТЕТРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 0ПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ УУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ П ВТО ститут.Радул,дтОВИЧ р. 275- розга ототип. Изобр мерений в нике и м ВОЛОКОННО темах для личных ф давления,щений, уск(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТОВ С ПЛОСКОЙЗЕРКАЛЬНО-ОТРАЖАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ етение относится к способам из контрольно-измерительной техожет быть использовано.в -оптических измерительных сисбесконтактных измерений раэизических величин, например температуры, линейных перемеорения и др,Известен способ определения линейных перемещений объектов с плоской зеркально-отражающей поверхностью, заключающийся В том, что направляют излучение от источника на центральный световод волоконно-оптического датчика отражения перпендикулярно зеркально-отражающей поверхности, регистрируют отраженный световой поток, прошедший через отводящий световод, а о линейных перемещениях судят по величине нормированного отраженного сигнала 1).(57) Использо тельная техни мерительные измерений раз например дав ния,ускорения измеряютсигн ПОМОЩЬЮ ВОЛО ра сходи мость центральный с чину О - Оо 2 ноотражающей апертура цент световодов, Оо направляемог 1 ил,вание: контрольно-измерика, волоконно-оптические изсистемы для бесконтактнь)х личных физических величин, ления, температуры, смещеи др. Сущность изобретения: алы отраженного излучения с конно-оптическихдатчиков,а излучения, направляемого в ветовод, уменьшают на велиемакс, где нмакс - максимальое угловое отклонение поверхности, О - числовая рального и периферийного - расходимость излучения, о в центральный световод,Наиболее близким техническим решением является способ определения линейных перемещений объекта с плоскойзеркально-отражающей поверхностью, заключающийся в том, что направляют излучение источника на центральный световодволоконно-оптического датчика отраже-фния перпендикулярно зеркально-отражающей поверхности, регистрируютсуммарный поток отраженного излучения,прошедший через периферийные световоды, размещенные симметрично относительно центрального световода 2,аююйНедостатком известного способа является низкая точность измерений, обусловленная чувствительностью датчика кслучайным угловым перемещениям зеркально-отражающей поверхности. Причи.ны, снижающие точность измерений,заключаются в изменении интенсивности1774233 10 15 20 30 0 - Оо2 б,дгкс света с выходных торцов центрального и периферийного световодов,Цель изобретения - повышение точности измерений за счет исключения чувствительности датчика к случайным угловым перемещениям зеркально-о 1 ражающей поверхности.На чертеже представлено устойство, иллюстрирующее способ определения линейных перемещений,Устройство содержит центральный светсвод 1 с разветвителем, два отводящих волоконных световода 2,3, расположенные симметрично относительно центрального световода 1, причем торцы световодов 1 - 3, обращенные к отражаощей поверхности 4, лежат в одной плоскости, Кроме того, устройство содержит фотоприемники 5 - 7, оптически связанные с волоконными световодами 1 - 3 соответственно, блок измерения полусуммы сигналов, электрически связанный с фотоприемниками 6 и 7, блок 9 фсрмлрования отношения сигналов, к которому подключены блок 8 и фотоприемник 5, коллимационное устройство 10, расположенное между источником света 11 и центральным волоконным световодом 1. Волоконные световоды 1 - 3 имеют одинаковый апертурный угол О, коллимационное устройство имеет апертурный угол Оо, свяЗаННЫй С Емгкс соотношением,ГДЕ Я ргкс МаКСИмаЛЬНО Воэмсжнов УГЛО вое отклонение отражаощей поверхности от заданного исходного положения.Сформированный ксллимацлснным устройством 10 пучок света от источника 11 через подводящий торец центральногс световода 1 направляют на отражающую поверхность 4, При расстоянии Е ст поверхности 4 до торцовых поверхностей световодов 1- 3, равном нулю, отраженный от поверхности 4 пучок света полностью возвращается в центральный световод 1. По мере возрастания Е отраженный от поверхности 4 пучок света распределяется по трем световодам 1 - 3. При повороте отражающей поверхности 4 на угол г образующая конуса Отраженного светового пучка отклоняется от своего первоначального положения на угол 2 е, Это Означает, что если на отражающую поверхность 4 падает конус лучеи, образующая которого с нормалью к этой поверхности с )ставляет угол О,=- 0-2 г. при наличии угловых перемещений Образук 1 щая отраженного конуса лучей составляет с нормалью кторцовой грани световода угол 01 =Оо+2 Я- О - 2 е+2 Е =.й что исключает вынужденные потери интенсивности света на поглощение в оболочке с.,етовода 1,Одновременно при угловых перемещениях поверхности 4 площадь освещенных торцовых граней световодов 2 и 3 изменяется с противоположным знаком. При угловых перемещениях против часовой стрелки происходят уменьшение. интенсивности света на выходе световода 2 и увеличение на выходе световода 3, При малых я неидентичность площадей освещенных торцовых граней световодов 2 и 3 компенсируется в блоке 8, осуществляющем суммирование сигналов с выхода блоков б и 7,О линейных перемещениях объекта судят по отношению зарегистрированных потоков излучения с периферийных и центральноо световодов,Таким образом, при формировании отношения сигналов в блоке 9 указанным выше способом исключаются две основные составляющие погрешности определения линейных перемещений обьекта, что существенно повышает точность измерений,Формула изобретения Способ определения линейных перемещений обьектов с плоской зеркально-отражающей поверхностью, заключающийся в том, что направляют излучение источника 40 на центральный световод волоконно-оптического датчика отражения перпендикулярно зеркально отражающей поверхности, регистрируют суммарный поток отраженного излучения, прошедший через периферий ные световоды, размещенные симметричноотносительно центрального, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет исключения чувствительности датчика отражения к случайным угловым 50 перемещениям зеркально отражающей поверхности, уменьшают расходимость излучения Во, направляемого в центральный световод, на величину удвоенного максимально ьозможного углового отклонения 55 датчика 2 Г, определяемую из соотношенияО - О,2 с, где В - числовая апертура центрального и периферийного световодов, дополнительно регистрируют поток отраженного излучения, прошедший через1774233 ваК ор Н.Слободяник едак 3922 Тираж Подписное ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 За Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 центральный световод. а о линейном перемещении обьекта судят по отношениго зареоставитель В.Кузн ехред У.Моргентал гистрированных потоков излучения с периферийных и центрального световодов,