Преобразователь линейных перемещений

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЗЬСТВУ Соеоз Советскнк Соцналнстнческнв Республик(51)м, кл, 0 01 В 11/00 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет -Государственный комитет СССР но дедам изобретений н открытий(53 УДК 531.71: 531: 14 088.8) Дата опубликования описания 300981(71) Заявите учно-исследовательский институт прикладной г зии 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙ ЕРЕМЕЩЕН шетка измерительначена для устаемом объекте 2.ойстве достижеи измерения огра равенства шагов собой при малой шага растра, что ые технологичесник, а растровая р ного канала предна новки на контролирВ известном уст ние высокой точнос ничено требован всех решеток ме величине линейн вызывает значит кие трудности.Цель изобретени ности измерения. носитможе перем иемждуогоельн- повышение точ 20 О Изобретение от ся к измерительной технике и т быть применено для измерения ещений .различ-, ных объектов.5Известен преобразователь линейных перемещении объекта, содержащий сВето- делитель, две растровые решетки, одна из которых - основная - закреплена на контролируемом объекте, а другая - 1 О решетка-индекс - выполнена подвижной, фотоприемники, оптический компенсатор, установленный перед решеткой-индексом, следующую систему и цифровой отсчетный блок 1 .В указанном устройстве погрешность 1 ,совмещения оси колебаний подвижной решетки с осью штрихов основной решетки снижает точность измерения перемещений, Кроме .того, на точности измерения сказывается наличие мертвого хода и ошибок в механической системе перемещения компенсатора.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является преобразователь линейных перемещений, содержащий измерительный н опорный каналы, каждый дз которых включает оптически связанные осветитель, растровую решетку, объектив и фотоприем Поставленная цель достигается тем, что преобразователь линейных перемещений снабжен отражательньм элементом с плоскими попарно параллельными отражающими поверхностями, установленными с воэможностью углового перемещения в плоскости, перпендикулярной плоскости штрихов растровых решеток, в каждом канале осветитель, растровая решетка, объектив, одна иэ отражающих поверхностей отражатель- ного элемента и фотоприемник установлены по автоколлимационной схеме, а отношение фокусных расстояний объективов прямо пропорционально отношению шагов соответствующих растровых решеток.На фиг. 1 и, 2 представлена принципиальная схема преобразователя линейных перемещений; (варианты).Преобразователь линеиных перемещений (фиг. 1) содержит измерительныйи опорный каналы 1 и 2, каждый из которых включает, соответственно, осветитель 3 и 4, расположенный с однойстороны растровой решетки 5 и 6,объектив 7 и 8, расположенный с другой стороны растворовой решетки 5 и6, установленной в свою очередь в фо,кальной плоскости. объектива 7 и 8,причем растровая решетка 5 устанавли-вается на контролируемом объекте, фотоприемник 9 и 10, расположенный стой же стороны решетки 5 и 6 что и осветитель 3 и 4, и отражательный. элемент 11 с плоскими попарно параллельными отражающими поверхностями, установленный между объективами 7 и 8 свозможностью колебательного движения 20н плоскос;и, перпендикулярной штрихам растровых решеток 5 и 6. Отражательный элемент 11 выполнен, например, в виде двухстороннего зеркала,закрепленного на свободном конце пье- дзопластины. Другой конец пьезопластины жестко закреплен, и на него подается напряжение, обесйечивающееколебательное движение пьезопластины,.причем минимальный угол наклона последней обеспечивает получение неменее одного периода гармоническогосигнала в каждом из каналов. В Каждомканале 1 и 2 осветитель 3 и 4, объектив 7 и 8, одна из отражающих поверхностей отражательного элемента 1135и фотоприемник 9 и 10 установленыпо автоколлимационной схеме, а отношение фокусных расстояний объективов7 и 8 прямо пропорционально отношению шагов соответствующих растровых 40решеток 5 и 6.Преобразователь работает следующимобразом.В канале 11 2 ),фиг. 1) лучи от осветителя 3(4) проходят растРовУю Решетку 5(6), объектив 718) и падаютна отражательный элемент 11, отразившись от которого, лучи вновь проходятобъектив 7 8 ) и строят изображенияштрихов растровых решеток 5 ( 6)в плоскости самих штрихов перевернутыми на 180 ОПри перемещении решетки 5(6) ееизображение смещается навстречу на такую же величину, т,е. происходитудвоенное суммарное перемещение.55Автоколлимационные иэображенияштрихов растровых решеток 5 и 6 играют роль индикаторной растровойрешетки,В момент наклона отражательного щоэлемента 11 в плоскости, перпендикулярной плоскости штрихов растровых решеток 5 и 6, происходит смещение автоколлимационных иэображений растровых решетокФотоприемник 9 измерительного канала 1 и фотоприемник 10 опорного канала 2 фиксируют изменение световых потоков в виде гармонических сигналов.Разность фаз выходных сигналов,сни" маемых с фотоприемников 9 и 10, отражает взаимное расположение штрихов растровых решеток 5 и 6.Другим вариантом выполнения преобразователя линейных перемещений является выполнение отражательного элемента н виде пранильной многоугольнойпризмы 12 с плоскими попарно параллельными отражающими поверхностями, установленной между объективами 7 и 8 с возможностью вращательного днижения вокруг своей оси, которая параллельна направлению штрихов растровых решеток 5 и 6 (фиг.2) .Принцип работы преобразователя указанного варианта аналогичен выше-. описанному.Точность измерения повышаетсяза счет предлагаемого построениясхемы.ФФормула изобретенияПреобразователь линейных перемещений, содержащий измерительный и опорный каналы, каждый из которых включает оптически связанные осветитель, растровую решетку, объектив и фото- приемник, а растровая решетка измерительного канала предназначена для установки на контролируемом объекте, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен отражательным элементом с плоскими попарно параллельными отражающими поверхностями, установленными с возможностью углоного перемещения в плоскости, перпендикулярной плоскости штрихов растровых решеток, в каждом канале осветитель, растровая решетка, объектив, одна из отражающих поверхностей отражательного элемента и фотоприемник установлены по автоколлимационной схеме, а отношение фокусных расстояний объективов прямо пропорционально отношению шагов соответствующих растроных решеток.Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 399725, кл. О 01 В 19/36, 1974.2. Фотоэлектрические преобразователи информации. Под ред. Л,Н.Преспухина. М., "Машиностроение", 1974, с. 203-205 ( прототип)./50 Тираа б 45ПИ Государственного.комитета СССРо делам изобретений и открытий035, Москва, М, Рауюская наб.,дписно Заказ 82 ВНд. 4 Патентф, г. Уагород, ул, Проектная иа Составитель С.Гречктор В.Петраш Техред М.Рейвес