Устройство для измерения перемещений

(511 4 С 01 В 21/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУПЕР тение отно нике. Цель сширение д повывения тся к изобре апазона цувствиУстрой системы 2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССВ 838323, кл. С 01 В 11/00; 1978(57) Изоб тельной т является ний эа сц ности сле измериения измере- ель- ство1295226содержит оптически связанные источник1 света, щелевую диафрагму 4 и блок5 переноса изображения, строящийизображение щелевой диафрагмы 4, отраженное от отражающей поверхностиэлемента 9 в плоскости анализа, которая переносится микрообъективом 10в плоскость установки анализирующейдиафрагмы 11. Световой поток преобразуется фотоприемником 12 в электрический сигнал, поступающий на информационный вход фазочувствительногодетектора 14, на управляющий входкоторого поступают сигналы с генератора 17. Сигналы также поступают навход вспомогательного привода 16,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерениярасстояния до отражающей поверхности. 5Цель изобретения - расширениедиапазона измерений за счет повышения чувствительности следящей системы,На фиг. 1 представлена Функцио Ональная схема устройства; на Фиг, 2 -конструкция анализирующей диафрагмы,расфокусировочные кривые для различных участков анализирующей диафрагмы и суммарная расфокусировочнаякривая.Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, состоящийиз лампы 2, конденсатора 3, щелевуюдиафрагму 4, блок 5 переноса автокол- "лимационного изображения щелевойдиафрагмы в плоскость анализа, состоящий из светоделительного элемента6, коллимирующего объектива 7, фокусирующего объектива 8, элемента 9 сотражающей поверхностью, микрообъектив 10, анализирующую диаФрагму 11,фотоприемник 12, усилитель 13, входкоторого подключен к Фотоприемнику12, фазочувствительный детектор 14,ЗОинформационный вход которого подключен к выходу усилителя 13, привод 15,вход которого связан с выходом Фазочувствительного детектора 14, выходпривода 15 связан с элементом 9 с выход которого связан с микрообъективом 10, осуществляющим глубинное сканирование изображения щелевой диафрагмы 4. При несовпадении среднегоположения плоскости иэображения щелевой диафрагмы 4 с плоскостью анализируемой диафрагмы 11 на выходефазочувствительного детектора 14 формируется сигнал соответствующей полярности, поступающий на вход привода 15, перемещающего элемент 9 доположения, при котором среднее значение сигнала на выходе фазочувствительного детектора 14 становитсяравным нулю, 1 з.п, ф-лы, 2 ил. отражающей поверхностью, вспомогательный привод 16, выход которого связан с микрообъективом 10, генератор 17, выход которого соединен с входом вспомогательного привода 16 и управляющим входом фазочувствительного детектора 14, индикатор 18, связанный с выходом привода 15.Устройство работает следующим образом.Тело накаливания лампы 2, входящей в источник 1 света, проецируется с помощью конденсатора 3 на щелевую диаФрагму 4.Изображение щелевой диафрагмы 4 с помощью светоделительного элемента, 6, коллимирующего 7 и фокусирующего 8 объективов, входящих в блок 5 переноса автоколлимационного изображения щелевой диафрагмы, строится на отражающей поверхности элемента 9 и в обратном ходе, с помощью фиксирующего 8 и коллимирующего 7 объективов, строится в плоскости анализа, которая переносится микрообъективом 10 в плоскость установки анализирующей диафрагмы 11.Световой поток преобразуется фотоприемником 12 в электрический сигнал, который усиливается усилителем 13 и поступает на информационный вход фазочувствительного детектора 14, на управляющий вход которого поступают сигналы с генератора 17, которые также поступают на вход вспо 295226могательного привода 1 б, выход которого связан с микрообъективом 10.При колебании микрообъектива 10 происходит глубинное сканирование изображения щелевой диафрагмы 4 относительно диафрагмы 11, что приводит к модуляции электрического сигнала, снимаемого с Фотоприемника 12.Фаза первой гармонической составляющей модулированного сигнала зави О сит от среднего положения плоскости изображения щелевой диафрагмы 4 относительно анализирующей диафрагмы 11.При несовпадении среднего положения плоскости изображения щелевой 5%диафрагмы 4 с плоскостью анализирующей диафрагмы 11 на выходе фазочувствительного детектора 14 формируется сигнал соответствующей полярности, поступающий на вход привода 15, пере мещающего элемент 9 с отражающей поверхностью до положения, при котором среднее значение сигнала на выходе фазочувствительного детектора 14 становится равным нулю.25По величине перемещения элемента 9 с отражающей поверхностью или привода 15, контролируемой индикатором 18, судят об относительном смещении плоскости изображения фокусирующего ЗО объектива 8 и отражающей поверхности элемента 9.При фокусировании, по мере уменьшения размера изображения диафрагмы 4, модуляцию светового потока после- З 5 довательно осуществляют соседние зоны участка анализирующей диафрагмы 11 с расходящимися кромками (зоны г,б , о , фиг. 2), которым соответствуют расфокусировочкые кривые 2, 40 Ь, В (фиг. 2).При уменьшекии размера изображения диафрагмы 4 модуляцию светового потока осуществляет участок анализирующей диафрагмы 11 с параллельны ми кромками, которому соответствует расфокусировочная кривая а (фиг. 2).Таким образом, модуляция светового потока осуществляется последовательно обоими участками анализирую щей диафрагмы 11, которым соответствует суммарная расфокусировочная кривая а (фиг. 2), имеющая меньший наклон при больших расфокусировках и больший наклон при малых расфокусировках, что позволяет формировать сигнал управления на выходе фоточувствительного детектора 14 (фиг. 2 а) при больших расфокусировчах, и обеспечивать высокую чувствительность следящей системы при малых расфокусировках,Формула из обретения1. Устройство для измерения перемещений, содержащее оптически связанные источник света, диафрагму, блокпереноса автоколлимационного изображения диафрагмы, состоящий из светоделительного элемекта, коллимирующего и фокусирующего объективов и элемента с отражающей поверхностью,анализирующую диафрагму, фотоприемник, усилитель, вход которого связанс выходом фотоприемника, фазочувствительный детектор, информационныйвход которого подключен к выходу усилителя, генератор, выход которогосоединен с управляющим входом фазочувствительного детектора, привод,вход которого связан с выходом фазочувствительного детектора и индикатор, связанный с выходом привода,отличающееся тем, что, сцелью расширения диапазона измерений,оно снабжено микрообъективом, установленным между блоком переноса автоколлимационного изображения диафраг-мы и анализирующей диафрагмой, вспомогательным приводом, выход которогосвязан с микрообъективом, а входс выходом генератора, выход приводасвязан с элементом с отражающейповерхностью, диафрагма выполненащелевой, анализирующая диафрагма выполнена в виде участка с параллельными кромками и участка с расходящимися кромками, а оси симметрии участков лежат ка одной прямой,2. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что угол междукромками участка анализирующей диафрагмы с расходящимися кромками лежит в диапазоне от 45 до 901295226Составитель С.КонюхоТехред В.Кадар орректор В. Бутяга Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 едактор Н.Туаказ 609/47 Тираж 678 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035; Москва, Ж-ЗПодписного комитета СССРнй и открытийРаушская наб д. 4/