Растровая решетка

(5)5 6 02 В 5/18 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) Гщммюею вМ АНИЕ ИЗОБРЕТЕ О з,е 54) РАСТРО ВАЯ Р Е Ш ЕТ ааюеа К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт электроники АН БССР(56) Мироненко А.В, Фотоэлектрическиемерительные системы, М,: "Энергия", 19с,8 - 11,Преснухин Л.Н., Шангин В.ФШаталЮ.А. Муаровые растровые датчики положния и их применение. ММашинострние", 1969, с.5-7.Авторское свидетельство СССРК. 1610253, кл. 6 01 В 11/00, 1990,Изобретение относится к оптике и контрольно-измерительной технике, в частности к растрам, решеткам, дифракционнымрешеткам, применяемым в качестве мер длявоспроизведения единиц измерения, их.кратных и дробных значений.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей растровой решетки за счет обеспечениявозможности работы как в проходящих, таки в отраженных пучках,На чертеже изображена растровая решетка со схемами освещения и фотоприема,где обозначено: 1 - растровая решетка; 2 -оптическое волокно (ОВ) или одножильныйсветовод (ОЖС), 3 - каркас. 4 - отражающеепокрытие (ОП), 5 - лазер, 6 - коллимэтор,7-светоделитель, 8-двухщелевая диафрагма, 9 и 10 - первый и второй фотоприемники.(57) Использование: растры, решетки, дифракционные решетки, применяемые в качестве мер для воспроизведения единиц измерения, их кратных и дробных значений, Сущность изобретения: в растровой решетке, содержащей подложку в виде гибкой ленты с периодической структурой, выполненной в виде одинаковых цилиндрических светопроводящих элементов, приставленных друг к другу цилиндрическими поверхностями без зазора и закрепленных на гибкой ленте, дополнительно на одной из сторон на всей длине решетки нанесено отражающее покрытие в виде узкЬй полосы, ширина которой не превышает половины рабочей поверхности решетки, 1 ил,Растровая решетка 1 набрана из свето- проводящих элементов 2 (ОВ или ОЖС), скрепленных с каркасом 3 и друг с другом цилиндрическими поверхностями, На одной из сторон решетки 1 на всю ее длину выполнено отражающее покрытие 4 в вид узкой дорожки шириной не более половины рабочей ширины решетки, В случае работы решетки с отраженными пучками освещающие пучки направляют на отража- М ющее покрытие 4, а в случае работы на про- ф свет - мимо него, В последнем случае С) устройство не отличается от прототипа.В предложенном техническом решении схему освещения и фотоприемники рвсполагают с одной стороны растра, Схема освещения включает в себя лазер 5, последовательно за которым размещены коллиматор 6 и светоделитель 7. В конусе интерферирующих пучков Я 1 и Я 2 размещена двухщелевая диафрагма 8, центры щелейкоторой смещены друг относительно друга приблизиТельно на 0,5 диаметра ОВ, Ширина щелей не превышает диаметра одного элемента, В этом случае в плоскости изображения, где размещены фотоприемники 9 и 5 10, формируются две независимые интерференционные картины от двух соседних ОВ.Линейные измерения с помощью предложенной растровой решетки осуществля ют следующим образом, Решетка 1 устанавливается на подвижной каретке (не показана) измерительной машины и освещается двумя сходящимися пучками 31 и 32, сформированными осветительной сис темой, включающей лазер 5, коллиматор 6, светоделитель 7 и двухщелевую диафрагму 8, Пучки взаимодействуют друг с другом в плоскости решетки с образованием интерференционных полос с пространственным 20 шагомг, = Л/2 зи (а/2),где Л - длина волны излучения, а - угол 25между сходящимися пучками,Так как в данном исполнении решеткаэквивалентна коллективу периодически расположенных цилиндрических зеркал, то вплоскости анализа, где размещены фотоприемники 9 и 10, формируется увеличенное изображение интерференционныхполос с шагомН= 3 я,где ф - коэффициент увеличения цилиндрического зеркала.При движении решетки 1 в направлениич происходит смещение интерференционныхполос относительно неподвижных фотоприемников 9 и 10 и их фотоэлектрический счет, 40Обработка фотоэлектрических токов можетосуществляться хорошо известными средствами. Величина перемещения,как и иобычном интерферометре., будет равна произведению цены полосы (в нашем случае я 45на число М зарегистрированных полос,В лабораторных условиях для построения растровой решетки использовались одножильные световоды диаметром б "730мкм с предварительно нанесенным на одну 50сторону зеркальным покрытием (А). Послеэтого световоды укладывались на каркас искреплялись с ним с помощью клея (компаунд кремнийорганический КЛТ-ЗО, обеспечивающий наряду с механической 55 прочностью так же гибкость конструкции). Решетка монтировалась на подвижной однокоординатной каретке, имеющей аэро- статическую подвеску и привод от линейного асинхронного двигателя с контролем перемещения по линейному интерферометру 4), В качестве источника света применяется малогабаритный лазер ЛГН 207 А, коллиматор с коэффициентом увеличения 5 Х, Теоретическая цена ь интерференционной полосы, рассчитанная по (1), составила величину 1,9916763 мкм, При перемещении каретки одновременно велся счет импульсов К 1 с интерферометра (дискретность отсчета Л (8) и импульсов й 2 с преобразователя на предложенной растровой решетке, По достижении К 1 = 10 перемещение прекращалось, фиксировалось К 2 и вычислялось действительное значение е, Многократно повторенные измерения дали результат 1,99239 мкм.Расхождение е с теоретическим значением ет связано с точностью выставления угла а между интерферирующими пучками и является юстировочной величиной, Макетирование показало эффективность предложенной решетки, ее конкурентоспособность с интерферометрами.Изобретение может найти широкое применение в машиностроении для измерения больших (единицы метров) перемещений как линейных, так и криволинейных траекторий,Экономический эффект может составить несколько десятков тысяч рублей за счет модернизации имеющихся растровых преобразователей, расширения их функциональных возможностей,Формула изобретения Растровая решетка, содержащая подложку в виде гибкой ленты с периодической структурой, выполненной в виде одинаковых цилиндрических светопроводящих элементов, приставленных друг к другу цилиндрическими поверхностями без зазора и закрепленных на гибкой ленте, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, дополнительно на одной из сторон на всей длине решетки нанесено отражающее покрытие в виде узксй полосы, ширина которой не превышает половины рабочей поверхности решетки,1812540 Корре М,Максимишинец актор Г.Бельск Ф ГКНТ ССС П нат "Патент",ЗвОдСтвЕ ЗтбльСкИЙ кбм А 1. Заказ 1575 ВНИИПИ Составитель В.Ильи Техред М,Моргента Тираж ударственного комитета по изобрете 113035, Москва, Ж, Раушска