Преобразователь линейного перемещения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик фю .:,иф 4 ц".з. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет а 01 В 11/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано, в частности, для автоматического измерения величины линейного перемещения подвижных элементов станков и приборов.Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь линейного перемещения, содержащий последовательно расположенные осветитель, акусто-оптический модулятор (в котором распространяется бегущая ультразвуковая волна), измерительный растр (устанавливаемый на объекте, величина перемещения которого измеряется) и одноканальное Фотоприемное устройство, (с выхода которого снимается сигнал определенной частоты, Фаза которого изменяется относительно фазы опорного 20сигнала 1)В известном преобразователе выходной сигнал фотоприемного устройства, частота и фаза которого зависят от частоты и фазы бегущей ультразвуковой волны в акусто-оптическом модуляторе и фаза которого изменяется при перемещении объекта, сравнивается по Фазе с опорным сигналом, частота и фаза которого определяются часто- З(1 той и фазой напряжения на выходегенератора, возбуждающего в акустооптическом к.одуляторе бегущую ультразвуковую волну, и на которойперемещение объекта не влияет.Известный преобразователь не обеспечивает высокой точности измерения,так как сдвиг Фаз между напряжениемна выходе генератора и акустическимиколебаниями в модуляторе не являетсяпостоянным, а изменяется с изменениемокружающих условий (температуры,давления), влияющих на свойства акусто-оптического модулятора,Кроме того, в известном преобразователе только один иэ сравниваемых электрических сигналов изменяетсвою фазу при перемещении объекта.Это уменьшает величину измеряемогофазового сдвига, приходящу ося наединицу величины перемещения объекта, т.е. уменьшает чувствительностьизмерения.Целью изобретения является повышение чувствительности и точностиизмерения,Цель достигается тем, что преоб -разователь линейного перемещенияснабжен оптическим блоком, установленным между акусто-оптическим модулятором и измерительным растрсм иразделяющим световой пучок на днапучка таким образом, что их волновыефронты разнернуты друг относительнодруга на 180, а Фотоприемное устройство выполнено двухканальным, входкаждого иэ каналов обращен к одномуиз двух световых пучков.На чертеже изображена принципиальная схема преобразователя линейногоперемещени я,10Преобразователь линейного перемещения содержит последовательно расположенные осветитель, включающий источник 1 света, конденсор 2, диафрагму 3, линзу 4 акусто-оптический модулятор 5, на одном конце которогоустановлен пьезоэлектрический излучатель б, а на другом - поглотитель7, обеспечивающий распространениен модуляторе бегущих ультразвуковых нолн, возбуждаемых генератором 8 20электрических колебаний, оптическийблок 9, состоящий, например, из светоделительного кубика 10 и пентаприэмы 11, измерительный растр 12, двухканальное Фотоприемное устройство13, имеющее два канала 14 и 15,Работает преобразователь линейныхперемещений следующим образом.ИстОчник 1 света конденсором 2проецируется в плоскость диафрагмы Зо3, находящейся в Фокальной плоскостилинзы 4, После линзы 4 параллельныйсветовой пучок направляется на акусто-оптический модулятор 5, на одномконце которого установлен пьезоэлектрический излучатель 6, а на другом - поглотитель 7, обеспечивающийраспространение н модуляторе бегущихультразвуковых волн, вОзбуждаемыхгенератором 8 электрических колебаний (направление бегущей ультразвуковой волны показано на чертеже стрелкой) . Пойдя через акусто-оптическиймодулятор 5, световой пучок направляется н оптический блок 9, состоящий, например, иэ светоделительного 45кубика 10 и пентаприэмы 11, В светоделительном кубике происходит раз -деление св етон ого пучка на части,одна иэ которых проходит светоделительный кубик 10, а другая отражается 5 Оот гипотенузной грани 1 б кубика 10 и,пройдя пентаприэму 11, испытывая ещедва отражения, также выходит из оптического блока 9,Оба световых пучка, вышедших иэоптического блока 9, проходят черезизмерительный растр 12 и попадают в Фотоприемное устройство 1 3, имеющее дна канала 14 и 15, где происходит ныработка двух электрических сигналов, соотнетствующая обработка которых обеспечивает получение необ - ходимой информации о величине перемещения .измерительного растра.На чертеже стрелками показано, что нолновые фронты световых пучков, вышедших иэ оптического блока 9, зеркальны по отнсшению друг к другу.Это приводит к тому, что возникают два оптических изображения волны в виде световых растров, перемещающихся относительно измерительного растра 12 в противоположные стороны.В результате при перемещении измерительного растра 12 фазы обоих электрических сигналов, снимаемых с выходов обоих каналов 14 и 15 фотоприемного устройства 13, изменяются на одну и ту же величину, но разного знака. В этом случае сравниваются по фазе сигналы, частоты и Фазы которых одинаково зависят от частоты и Фазы бегущей ультразвуковой волны, возбуждаемой в акусто-оптическом мо - дуляторе 5, и фазы которых при перемещении объекта сдвигаются в противоположных направлениях, Благодаря этому удваивается чунствительность устройства и повышается точность и стабильность его работы.Формула изобретенияПреобразователь линейного перемещения, содержащий последовательнорасположенные осветитель, акустооптический модулятор, измерительныйрастр и Фотоприемное устройство,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения чувствитльностии точности измерения, он снабженоптическим блоксм, устанонленньммежду акусто-оптическим модуляторсми измерительным растром и разделяющим световой пучок на два пуч(:атаким образом, что их волновые Фронтыразв ернуты друг от носитель но другана 180, а Фотоприемное устройствовыполнено двухканальным, нход каждого из каналов обращен к одному издвух световых пучков.Источники информации,принятые но внимание при экспертизе1. Авторское свидетельствГССРР 305350, кл, С 01 В 11/1.4, 1971721 б 69 Составитель Л. ЛобзоваРедактор Н, Аристова Техред С.Мигай . Корректор Г. Назарова ак илиал ППП Патент, г. од, ул оектная,4 7/32 Ти ЦНИИПИ Гос по делам 113035, Москвараж 801дарственноизобретениЖ, Рауш Подписноео ксмитета СССРи открытийская наб., д. 4/