Датчик положения линзы

,Мытн) й технологи- станкострое)е И,Селиц(5 льство1/00, 189773,НИЛ ЛИНЗЫсится к измерительбыть использовано веления местоположе)осится к,из т быть испол ления местоп на основе коо оприемников сигнала мым полет изме- сторону оотражаобности в одинаигналом оступаюОО Ы тан)фровом отноше разряда ется по ркости иза возможя датчика отражаю- собности ДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНООМСТВО СССРПАТЕНТ СССР)) 30,08.93. Бюл, М. 3 Научно-исследов кий институт опти я и вакуумной техни(5 ) Изобретение отнон й технике и можетус, ройствах для опред Изобретение от) мерительн й технике и може ьзовано о ус: ройствах опреде оложения л нз, выполненных рдинатночу ствительных фот (квадранто ).Цель изобретения - повышение точност измерения путем обеспечения постоянст а спектра излучения источника света, а же обеспечение возможности применев качестве источника света когерентных злучателей,Введение в датчик положения линзы м сштабного усилителя, вход которого подкл чен к выходу сумматора, а выход - к вх ду опорного сигнала АЦП, позволяет выхо ной суммарный сигнал с координатночу ствительного фотоприемника (максим льно ожидаемый по амплитудепри ко троле линзы) усилить до максимально ния линз, выполненных на основе координатно-чувствительных фотоприемников (квадрантов). Целью изобретения является повышение точности. Датчик содержит оптически связанные источник 2 света, оптическую систему 3, координатно- чувствительный фотоприемник 4. выходы которого подключены к сумматору 5, и дифференциальный усилитель б, выход которого подключен к аналоговому входу АЦП 7. Для повышения точности измерения введен масштабный усилитель 8, вход его подключен к выходу сумматора 5, а выход - к входу опорного сигнала АЦП 7, В источнике света может быть использован когерентный излучатель, 1 э,п.ф-лы, 1 ил,допустимои величины опорного применяемого типа АЦП, Этим са учить опорный сигнал, который буд няться во время работы (только в ул)еньшения). из-за раэличной свет ющей (светопропускающей) спас контролируемых линз, синхронно и ковом соотношении с выходным с дифференциального усилителя, и щим на аналоговый вход АЦП,При этом показания АЦП в ц) виде изменяться не будут, так как со ние цены младшего значащего (МЗР) и опорного напряжения оста стоянным.Таким образом, не изменяя я лучения источника света, получен ность стабилизировать показани положения линзы при изменении щей (пропускающей) споконтролируемых линз. тем самым избежать изменения спектра источника света, а значит повысить точность измерения, а также обеспечить возможность применения в качестве источника когерентных излучателей, у которых мощность излучения не регулируется.На чертеже показан датчик положения контролируемой линзы 1, содержащий оптически связанные источник 2 света. оптическую систему 3, координатно- чувствительный фотоприемник 4, выходы которого подключены к соответствующим входам сумматора 5 и дифференциального усилителя 6, выход последнего подключен к аналоговому входу АЦП 7. а также масштабный усилитель 8, вход которого подключен к выходу сумматора 5, а выход - к входу опорного сигнала АЦП 7, В качестве источника 2 света может быть использован когерентный излучатель (лазер).Принцип работы датчика полокения линзы заключается в следующем,Луч света источника 2 через оптическую систему 3 падает на контролируемую линзу 1, отражаясь от которой (проходя сквозь которую) опять попадает в оптическую систему 3, с помощью которой на кооодинатно-чувствительном фотоприемнике 4 формируется световое пятно нужной формы, местоположение которого на фотоприемнике 4 определяет полокение (децентричность, угол отклонения, положение по высоте) контролируемой линзы 1, Фотоэлектрические сигналы с выходов координатно-чувствительного фотоприемника 4 поступают на соответствующие входы сумматора 5, а также на соответствующие входы дифференциального усилителя 6, С помощью сумматора 5 вычисляется суммарный сигнал со всех выходов фотоприемника 4, который не изменяется при перемещении светового пятна по фотоприемнику 4, однако изменяется, причем синхронно и в одинаковой степени, с изменением . светоотражающей (светопропускающей) способности контролирумых линз 1.С помощью дифференциального усилителя 6 определяется в аналоговом виде разностный сигнал между каждой из частей (полукоординат) координатно-чувствигельного фотоприемника 4, который несет в себе информацию о местоположении светового пятна на последнем, которая в свою очередь определяет положение контролируемой линзы 1, С выхода дифференциального усилителя 6 разностный сигнал поступает на аналоговый вход АЦП 7, где он преобразуется в цифровой код числа, которое дает количественную оценку местоположения контролируемой линзы 1. С выхода сумматора 5 сигнал поступает на вход масштабного усилителя 8, где он при максимально ожидаемой величине на входе, а это наступает, когда контролируемая линза 1 имеет максимальный коэффициент отражения (пропускания) света, усиливается до максимально допустимой величины опорного сигнала конкретного (выбранного) типа АЦП 7.Этим формируется опорный сигнал, который и подается на соответствующий вход АЦП 7. Но теперь этот сигнал во время работы изменяется (только в сторону умень- щения) из-за различной отражающей 15 (пропускающей) способности контролируемых линз 1 синхронно и в одинаковом соотношении с выходным сигналом дифференциального усилителя 6, поступающим на аналоговый вход АЦП 7. При таком 20 изменении сигналов на обоих входах АЦП 7,на его выходе информация в цифровом виде изменяться не Ьудет, та как соотношение цены по амплитуде младшего значащего разряда (МЗР) (а тем более старших разрядов) и опорного напряжения АЦП 7 останется постоянным, Эта информация будет изменяться лишь при изменении сигнала на аналоговом входе АЦП 7 и неизменной амплитуде на входе опорного сигнала, а это 3 О имеет место только при перемещении светового пятна по координатно-чувствительному фотоприемнику 4, которое количественно и определяет положение контролируемой детали 1.Таким образом, при неизменной яркости(а значит и спектре излучения) источника 2 света показания датчика полокения линзы 1 при изменении их отражающей(пропускающей) способности стабилизированы, тем 40 самым исключено появление на фотоприемнике 4 интерференционных полос, который возникали в прототипе из-за дифракции при изменении спектра излучения источника 2 света и вносили искажения формы светово го пятна, что понижало точность измерения.Кроме того, обеспечена возможность применения в качестве источника 2 света когерентных излучателей, у которых мощность излучения из-за особенностей устройства 50 не регулируется. Это улучшает качественнохарактеристики датчика перемещения линзы и расширяет его функциональные возможности,Использование предлагаемого датчика 55 позволяет по сравнению с прототипом повысить точность измерения, а также применить в качестве источника света когерентный излучатель (лаэер), что существенно расширяет возможности его применения.1837157 Составитель Н, ХомутовскийТехред М,Моргентал Корректор А. Обручар редактор аэ 2859 ВНИИП Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина,Формула изобретения1, Датчик положения линзы, содержаий оптически связанные источник света, птическую систему и координатно-чувстительный фотоприемник, сумматор, 5 ифференциальный усилитель и аналогоифровой преобразователь, выходы фоториемника подключены к соответствующим ходам сумматора и дифференциального силителя, выход последнего подключен к 10 аналоговому входу аналого-цифрового преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен масштабный усилитель, вход которого подключен к выходу сумматора, а выходк входу опорного сигнала аналогоцифрового преобразователя.2. Датчик по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, источник света выполнен в виде когерентного излучателя.