Устройство для измерения малых перемещений

(19) 01 В 21 0 ОМИТЕТОТНРЫТИЯМ ГОСУД АРСТ 8 ЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР ЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСК Р 46-из в контрольн для контрол изобретения ности устрой ния световог излучающего этся объекти реающего н имость в малых повь ичиный блокнейного и ва руемого исывает показат остепенем стеди зависимостью с м на зившись от него,ости уоторезистора ный ися к изме т быть ис нтрольно- контроля олье Я 3, юув нь ьоиоедиаодержит корпус ку 2, оптопару иство равляющую в ИСАНИЕ ИЗО(54) УСТРОЙСТВО Д 3 ПЕРЕГ 1 ЕЦЕНИИ (57) Изобретение о тельной технике и эовано, например, рительных машинах перемещений. Цель шение чувствитель путем випьетирова ка, Лучи света отоптопары проециру отражатель и, отр собираются в плос Изобретение относиттельной технике и можезовано, например, в корительных машинах дляперемещений.Цель изобретения - повышениествительности устройства путемтирования светового потока.На Фиг. 1 представлена принцальная схема устройства для измния малых перемещений; на Фиг.ход лучей в оптической схеме усства.Устро" с 1 2олтопары, откуда электрический сигнал поступает на регистрирующий блок.Чувствительный элемент выполнен в виде гибкой изогнутой ленты с отверстием и установлен между оптопарой и объективом так, что отверстие занимает положение апертурной диаФрагмы системы оптопара - объектив - отражатель. Один конец гибкой ленты закреплен неподвижно, другой через щуп связан с контролируемым объектом. При перемещении объекта меняется прогиб чувствительного элемента и происходит виньетирование части светового пучка, попа зистор. Общая эави поступающего на ре сигнала от контрол перемещения я 1 о пени и 4, что свидетельст высокой чувствительности2 гистрирующий блок 4, чувствитель элемент 5, объектив 6, отражатель 7 выполненный в виде зеркала, и щуп 8На корпусе 1, содержащем направл ющую втулку 2, закреплена оптопара состоящая из Фоторезистора и излуча щего диода с согласованными спектрал ными характеристиками, Оптопара 3 совмещена с передней Фокальной плоскостью объектива 6 и имеет выход на регистрирующий блок 4. Чувствительный элемент 5 выполнен в виде упругой изогнутой ленты с отверстием, один конец которой неподвижной с нен с корпусом, а втрой имеет возможность перемещаться вдоль продольной оси упругой ленты и предназначен для связи с контролируемым объектом через щуп 8. Диаметр отверстия чувствительного элемента 5 является апертурной диафрагмой объектива 6. Отражатель 7 представляет собой зеркало, закрепленное на корпусе, а фотоприемник установлен в передней фокальной ппоскости объектива, при этом зеркало выполнено плоским.Устройство работает следующим образом.Перед началом работы щуп 8 опуска ют в свободное положение так, что чувствительный элемент выпрямляется, а отверстие в нем занимает положение апертурной диафрагмы объектива - положение 1 (рис. 2). Лучи света от из О лучающего диода оптопары 3 проецируются объективом 6 на отражатель 7 и, отразившись от отражателя 7, собираются в плоскости регистрирующего фоторезистора оптопары 3, откуда25 электрический сигнал поступает на регистрирующий блок 4. Далее щуп 8 вводят в контакт с контролируемым объектом и задают начальный прогиб чувствительного элемента 5, при этом апертурная диафрагма занимает положение 11 и происходит виньетирование части светового пучка, в результате чего сигнал, поступаюций на регистрирующий блок 4, имеет значение, пропорциональное величине прогиба чувст вительного элемента х.При перемещении контролируемого объекта щуп 3 перемещается на расстояние д 1, и апертурная диафрагма занимает положение 111. Сигнап, поступающий на регистрирующий блок, уменьшается вследствие внньетирования пропорционально величине прогиба чувствительного элемента х,.Проведенные экспериментальные ис следования показали, что относительное удлинение чувствительного элемента зависит от его прогиба следующим образом:д 1 81 огде 1 - расстояние между концамичувствительного элемента 5до деФормации.С учетом квадратичной зависимости величины прогиба упругого элемента 5 от относительного удлинения и известной квадратичной зависимости величины энергетической освещенности фотоприемника от апертурного угла (а при малых прогибах эта величина пропорциональна величине стрелы прогиба) общая зависимость величины поступающего на регистрирующий блок 4 сигнала от контролируемого устройства линейного перемещения описывается степенной зависимостью (с показателемстепени п Ф 4), что свидетельствует о высокой чувствительности данного устройства.Формула изобретенияУстройство для измерения малых перемещений объектов, содержащее корпус, установленные в корпусе оптопару, щуп, предназначенный для связи с объектом, чувствительный элемент и отражатель, чувствительный элемент выполнен в виде упругой изогнутой ленты, один конец которой скреплен с корпусом, а другой - с щупом, о тл и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, оно снабжено объективом, отражатель установлен за объективом с противоположной по отношению к оптопаре сто( роны упругой изогнутой ленты, в центре которого выполнено отверстие, а оптопара, объектив и отражатель расположены вдоль олтической оси, проходящей через центр, последовательно отверстию.1529040 Составитель С.ГрачевТехред Л.Олийнык Корректор Л.Патай Редактор Н.Горват Заказ 1839/35 Тираж 683 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5