Электронно-оптическое устройство для измерения линейных перемещений

80105 А СОЮЗ СОВЕТСКИХсанаамВ 34 аРЕСПУБЛИК Я) 6 01 В 11/00; 6 01. В 21/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТБЫТИЙД,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИР.:".:,:;.,:.".: уй ПАПН У ффц 0(21) 2936200/25-28 (РСТ/Гй 79/00093) (22) 13.06.80 (1510.79)(46) 23.1183. Вюл. 9 43 (72) Еан Раймон Дельмас (франция) (71) Иикролек .С.А. (Швейцария) (53) 531.717(088.8)(54) (57) 1ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОЕУСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЬйПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее корпус с направляющими втулками, измерительный шток, подвижный в направляющих втулках к несущий на одном конце измерительный наконечник, а на другом- подвижную маску, вцполненную в виде двух, накрест лежащих светопропускающих окон с общей вершиной, лежа.щей на нулевой отметке, осветитель. и два включенных по дифференциальнбй схеме светочувствительных элемента с параллельно расположенными прямоугольными светоприемными окнами, о т л и ч а ю щ е е с я, тем, что с целью повьеаения точности, середйна расстояния между измерительным наконечником и нулевой отметкой номинально. совмещена с серединой расстояния между направляющими втулками.1056926 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что свето- приемные окна светочувствительных элементов разнесены друг от другаИзобретение относится к измерительно технике, а именно к средствамдля измерения линейных перемещений.Известны электронно-оптическиеустройства для измерения линейных 5.перемещений, содержащие корпус снаправляющими втулками, измерительный шток, подвижный в упомянутыхвтулках и несущий на одном концеизмерительный наконечник, а на другом - подвижную маску, осветителии фотоприемники, включенные по дифференциальной схеме. При перемещении измерительного штока изменяется положение подвижной маски относительно фотоприемников, что вызывает изменение освещенной части площади этих фотоприемников, и сигнал,пропорциональный перемещению 1) .Однако устройства имеют недостаточную точность вследствие неодинаковости свойств осветителей и влияния на результат измерения угловойигры измерительного штока в направляющих втулках.4)Известны также электронно-оптичес кие устройства для измерения линей,ных перемещений, содержащие корпус снаправляющими втулками, измерительный шток, подвижный в направляющихвтулках и несущий на одном конце 30измерительный наконечник, а на другом - подвижную маску, выполненнуюв виде двух, накрест лежащих светопропускающих окон с общей вершиной,лежащей на нулевой отметке, осветитель и два включенных по дифференциальной схеме светочувствительныхэлемента с параллельно расположенными прямоугольными светоприемнымиокнами.40Когда нулевая отметка делит попалам светоприемные окна, освещенныеплощади обоих светочувствительныхэлементов равны, и выходной сигналравен нулю. При смещении измерительного штока освещенная площадь одного из светочувствительных элементовувеличивается, а другого уменьшается, что вызывает сигнал, пропорциональный величине перемещения (2 .Недостатком таких устройств является недостаточная точность вследствие влияния на результат измеренияугловой игры .измерительного штокав направляющих втулках,на расстояние, превышающее произведение длины измерительного штокана величину его угловой игры внаправляющих втулках. 3Целью изобретения является повыаение точности измерения.Указанная цель достигается тем, что середина расстояния между измерительным наконечником и нулевой отметкойноминально совмещена с серединой расстояния между направляющими втулкайи.Кроме того, светоприемные окна светочувствительных элементов разнесены друг от друга на расстояние, превышающее произведение длины измерительного штока на величину его угловой игры в направляющих втулках,На фиг. 1 изображено устройство со снятым кожухом, общий вид, с частичным разрезом; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - частично разобранное устройство, аксонометрическое изображение, на фиг. 4 схема, поясняющая принцип компенсации угловой игры измерительного штока.Электронно-оптическое устройство для измерения линейных перемещений содержит корпус 1, в котором размещены две направляющих втулки 2 и 3, Измерительный шток 4 подвижно установлен в направляющих втулках и несет на одном конце измерительный наконечник 5, а на другом - подвижную маску б, которая выполнена в виде двух прямоугольных светопропускающих окон 7 и 8 с общей вершиной 9 (фиг. 4). Горизонтальная граница окон, проходящая через общую вершину, является нулевой отметкой 10. К корпусу с помощью промежуточной платы 11 прикреплен осветитель 12, а с помощью промежуточной платы 13 - два светочувствительных элемента 14 и 15 с прямоугольными светоприемными окнами (фиг. 4),Электронно-оптическая часть устройства закрыта кожухом, состоящим из двух частей 16 и 17. В частях кожуха имеются проемы для прохода корпуса, арретира 18 и электро- коммуникаций.Направляющие втулки 2 и 3 размещеньь в корпусе так, что середина расстояния Ь между их внешними торцами (фиг. 4) совмещена с серединой расстояния 1 между измерительным наконечником 5 и нулевой отметкой 10 в положении, когда нулеваяотметка делит пополам светоприемные окна светочувствительных элементов 14 и 15. Расстояние а между внутренними кромками светоприемных окон не должно превышать величины 1 О где Ю щах " Максимальное значенйе угловой игры в радианах,Светочувствительные элементы 14 и 15 включены в отсчетно-регистрирующую часть (не показана) по дифференциальной схеме, так что выходной сигнал пропорционален разности освещенных .площадей светочувствительных элементовЭлектронно-оптическое устройство для измерения линейных перемещений работает следующим образом.В исходном положении нулевая отметка 10 делит пополам светоприемные окна светочувствительных элементов 15 и 15, площади, освещенные световым потоком, проходящим через светопропускающие окна 7 и 8 подвижной маски равны, и выходной сигнал отсутствует. Если сместить измерительный шток 4 в направляющих втулках в направлении длины измерительного штока, например, вверх, то освещенная площадь светочувствительного элемента 14 увеличивается, а светочувствительного элемента 15 уменьшается, что вызывает появление выходного сигнала, пропорционального разности площадей или перемещению измерительного штока.Если же, под влиянием= касательный усилий, происходит .Угловой поворот измерительного штока в плоскости, параллельной плоскости светопропускающей маски (т.н. "Угловая игра" измерительного штока),как это показано на фиг. 4 штриховой линией, то освещенная площадьобоих светочувствительных элементов 5 уменьшается на величины 65 и 65 д(заштрихованы на фиг. 4). Погрешность от "угловой игры" измерительного штока компенсируется в томслучае, если 65 =65.10 В предлагаемом устройстве при повороте измерительного штока на уголМ,измерительный наконечник 5 смещается из точки Е в точку Г, а общая . вершина 9 светопропускающих окон из точки С в точку О.Для угламежду исходным направлением измерительного штока СЕ ипрямой СГ справедливо соотношениецВ= дж1Вследствие малости углов Ж и Оможно считать, что 8= + и прямаяГС является биссектрисой угла 0 Г 6.Затемняемые площади 6 5 и 65 ока-зываются при этом равными с точностьюдо величины второго порядка малости.Удаление внутренних кромок светоприемных окон элементов 14 и 15 30 на величину а 1 йцо исключает возможность засветки светочувствительного элемента 14 через светопропускающее окно 8 (и соответственно элемента 15 через окно 7) и позволяет 35 избежать ошибки, вызыванной этойзасветкой, дополнительно повышаяточность измерения.каз 938 113 4 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проек Тираж 602 ИПИ Государственно по делам изобретен 35, Москва, Ж, Р го комитетий и открытаушская на ПодписноСССРйд, 4/5