Устройство для выполнения оптической

ОЛИ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ3053 ээО Союз Саветскнх Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваМПК 6 01 Ь 11/14 Заявлено 26,111.1970 ( 1418895/25 присоединением заявки М Приорите Комитет по делам иэобретеннй и открытий прн Совете Министров СССР4 Х 1.191. Бюллетень1 ания описания 15 Л 11.1971 публикова Дата опублико Авторыизобретения 9 ПТБвским."1Ф .1 й1 е л 1 4 утю,4 -алло ежВ Э Пуш, С. Ф. Корндорф, Б, Д. Никитин, В. И, ТеА. Ю. Криштул, В. А. Гришкин и Е. П. Потап ериментальный научио-исследовательский институт щих станков и Московский станкоинструментальный еш Заявитель Э институ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ РАЗВЕРТКИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ОБЪЕКТАМИИзобретение относится к области фотоэлектрических измерений линейных и угловых величин, а именно к измерению расстояия между двумя объектами посредством прострапственно-временной развертки изобракепи 5 оптич ских линейных или круговых шкал в приборах для контроля зубчатых, червячных и других переда"ч, в системах отсчета координатных перемещений на металлорежущих станках, измерительных манинах и приборах. 10Известно устройство, осуществляющее оптическую пространственно-временпую развертку для изме 1 еия расстояния хекд объектами, содержащее осветитель, создающий параллельный световой поток, два акустооп тических модулятора, в которых распространяются бегущие ультразвуковые волны, два генератора электрических колебаний, возбуждающие ультразвуковые волны в модуляторах, и оптическую систему визуализации 20 ультразвуковых волн.Однако в известном устройстве развертка представляет собой одиночное световое пятно, появляющееся на короткий промежуток времени в дискретно расположенных вдоль линии 25 точках. Для образования развертки используется незначительная часть общего светового потока. Это вызывает необходимость использования мощных световых потоков, что приводит к существенным тепловым потерям ЗО и связанной с ними нестабильности развертки. Частоты следования импульсов, возбужддк- щих бегущие ультразвуковые волны в акустооптических модуляторах, электрически пс связаны между собой. Вследствие этого из-зд нестабильности геператороь и формирователей импульсов частоты ультразвуковых волн рдсходятся во времени, что вызывает изменепи скорости развертки. 11 епостоянство скорости развертки приводит к погрешностям в измерениях. Целью предлагаемого изобретения явлетс повышение тощости и сгабильпости измерения.Для этого устройство снабжено двумя щелевыми диафрягхами, каждая из которых установлена нд соответствующем объекте, фотоэлектрическими приемниками, расположенными за диафрагмами, схеситесех частот, элек- рически связащым с обоими генераторами, делителем частоты одного из генераторов и управляющим частотой второго генератора фазоизмерительным блоком, выход которого электрически связан со вторым генератором, д вход - с выходом делителя частоты и фотоэлектрическл прискником, 1 асполокопн 5 за неподвижной диафрагмой.На чертеже изображена общая прпщипияльпдя схема предлдгаемого устройства.Устройство содержит источниквета 1, который освещает щелевую диафрагму 2, расположенную в фокальцой плоскости объектива 3, создающего цараллсльцый световой поток 4, проходяций через акустооптические модуляторы 5 и 6, расположенные рядом один зд другим по ходу светового потока. Ультразвуковые волны в модуляторе 5 возбуждаотея пьезоэлектрическим излучателем 7, а в модуляторе 6 - излучателем 8. Поглотители 9 и 10 обеспечивают распространение в модуляторах бегущих ультразвуковых волн. Излучатель 7 возбуждается эталонным гецератором 11, частота которого принимается за опор- ПХ О, с ИЗЛХ 1 ЯТЕЛЬ 8 - ПОДСТ)зсВаскЫМ ГЕ- цсратором 12.Объектив 13 преобразует световой поток таким образом, что ца экране 14 создается картина цепрерывцо движуцихся ицтсрферецциоцньх полос-растра 15, с которыми оптически взаимодействуют цсподвикцяя диафрдГмд 16 и зякреппеццая ця пе)Съец 1 сОцсхся контролируемом объекте дцдфрагма 17 илц сстсма диафрагм цка.д), зд которыми успацдлиЯются фотоприемники 18 ц 19.В электронную схему устройства помимо генераторов 11 и 12 ходят смеситсль 20 частот обоих генераторов, ца выходе которого ыделястся разностцая частота, фазоизмсритсльш,й блок 21, цд который подается разностцая частота от смесителя 20 частот и сигцал фотоприемника 18, делитель 22 опорной частоты, ца который подается сцгцдл от генератора 1, измерительная схема 23, прсобразунццая фазовый сдвиг Л(р между измерите.пьцым сПЯлом 24, возцикаоцим ца выходе фотоприемцш(а 9, и сигца.пом 25, поступаюцим с выхода делителя опорной частоты, посредством заполнения временного интервала, со(тветствующего фазовому сдвигу Лр, сигналами 26 генератора 1 в число импульсов 27 этой частоты. Генераторы 11 и 12 цосрсдстом ПЬСЗОЭ.1 СКТрцсВСКИХ ИЗ уссТСЛСЙ 7 И 8 ОзбЖДсО В сКУСТИССКИХ ХОДУЛ 5 ТОРсХ 5 И 6 бСГУ- цис гармоццчса(цс ультразвуковые волны соответственно с частотамии )2. При прохождении светового потока 4 через акустооптссские модуляторы 5 ц 6 возникает дифракция СВетоВОГО по 0(я. Результатом дифрякции светового потока является образование в фо(альой плоскости ооъективд 18 цесколькцх точечных источников, представляюцих собой изобракения щелсвой диафрагмы 2, цо имеющих различцые частоть. Эт источники зя фокальцой плоскостью обьсктива 18 интерфсрцруют, образуя ца экране с картину в ,цдс цсцрсрывцо переменакнццхся ццтерфсрснццоцных полос-растра 15, Скорость движения полос скорость развертки) рдиа50 55 60 65 10 15 20 25 30 35 40 45 где Г - оптическое увеличение;С - скорость ультразвуковойволны в модуляторах;Л 1=1 - 12 - разцостцая частота,Вследствие воздействия оптической развертки ца фотоприемники 18 и 19 ца их выходе появляются сицусоидальцые сипалы, частота которых равна Л/. При перемещении диафрагмы 17 с установленным за цсй фотопзиехИком 19 разность фаз сигналов, сцимаемых с фотоприсмциков 18 и 9, измецяется прямо пропорционально величине псремсщения. Всякий раз, когда перемещение составляет величину шага полос-растра 15, разность фаз изменяется ца 360.Тяк как скорость рязвсртки зяВисит От чя. стот генераторов 11 и 12 и пропорциональна разцостпой частоте, то в ошгсываемом устройстве применена система фазовой автоцодстройки частоты гсцератора 12 цо частоте эталонного генератора 11, вследствие чего ца измерительную схему 23 подаются когсрсцтныс часготы Л, / и , т. е. частоты, отношения которых выракаются рациоцальцымц числами. Дл обсспсчсция когсрецтцости укдзаццых частот в фазоизмеритсльцом блоке 21 сраишастся сигнал разцостцой частот, цолучеццой от смесителя, с сигпалом ца выходе делителя 22, а напряжением, получсшым цд выходе блока 21, управляется генератор 12 таким образом, что поддерживается сторого постояццая разность частот 1 и 2, равная частоте сиг;ала, снимаемого с делителя 22. Сраиецис в блоке 21 фазы сигцдла, снимаемого с фотоцрием 1 ка 18, с фязо 1 СиГцслов, с 1 ихасмых со сместителя 20 ц делителя 22, позволяет выявить и компенсировать уход фазы разьсртки, обусловленный различными дестабилизирующими факторами. Так как фаза сигцала 25 остается неизменной, то величина фазового сдвига Лср сигнала 24 относительно сигнала 25 однозначно определяет величину перемещения диафрагмы 17 в интервале шаги растра 15, а число периодов Л опорцогосигцдлд 26 генератора 11, заюлцяюц 1 цх временной ццтсрвал между сигналами 24 и 25, определяет дискретном виде величицу Л(р. Предяст цзоорстеци яУстройство для выполнения оптической пространственно-временной развертки цри цзмсрсццц расстояния между объектами, содери(ащее осветитель, создающий параллельный световой поток, два акустооптических модулятора, в которых распространяются бегущие ультразвуковые волны, два гсцератора электрических колебаний, возоуждаюцце ультразвуковые волны в модуляторах, и оптическую систему Визуализации ультразвуковых волн, отлисающееся тем, что, с целью повышения точности и стабильности измерения, оно сцабжецо дВумя щслеВыми диафрягъя ми) саждя 51 из которых установлена ца соответствуощем Об ьсктс, фотоэлектиссскихи присмцикями, Споло 5 кеццыми з Диафрягхяхи, смеситс.5 аказ 9171 О Изд. М 807 Тираж 473 Подписное ЦНИИПИ Когиитста по делз изобретений и открытий при Сопстс Министров СССР Москва, )К, Раугиская паб., д. 4,5Типо ра 1 ин, пр. Сапунова, 2 лем частот, злектрически связанным с Оооим 1 генераторами, делителем частоты одного пз генераторов и управляющим частотой второго генератора фазоизмерительным блоком, выод которого "лсктрическп связан со вторым генератором, а вкод - с выколов делителя ;астоты и фотоэлектрическим приемником, располоуке 1111 в 1 а зя пеподвиж 11 ОЙ диафра Гм ОЙ.