Двухкоординатное измерительное устройство Советский патент 1983 года по МПК G01B11/00 

J

. / Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения положения под вижных узлов станков, машин и т.д. Известны устройства для измерения координатных перемес ений, содержащие измерительные преобр азователи линейных перемещений ИПЛП , состоящие из измерительной индикаторной части, блоков усиления, формирования и интерполирования выходного сигнала. Та-, кие ИПЛП широко применяются в системах измерения перемещений узлов станков с ЧПУ и измерительных приборов } Недостатком этих устройств являет ся необходимость использования отдельных ИПЛП по каждой координате. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является двухкоординатное измерительное устройство, содержащее неподвижное основание, каретку с плитой, установленную с возможностью перемещений по двум взаимно перпендикулярным направлениям, и узел отсчета перемещений. В известном устройстве узел отсче- та перемещений выполнен в виде- укрепленного под плитой и образованного взаимно перпендикулярными штрихами с одинаковьГм шагом растра, площадь котЬ рого равна площади плиты, и двух преобразующих головок, закрепленных на основании. Преобразующие головки содержат, осветих и, фотоприемники и ин дикаторные решетки 2J. Недостатки йз.вестного устройства сложность конструкции и связанная с этим невысокая точность измерений, причем требуется изготовление высокоточного растра большой площади. Кроме.того, устройство содержит две .отдельные преобразующие головки. Цель изобретения - упрощение конструкции устройства и повышение точности измерений. Цепь достигается Тем, что в двухкоординатном измерительном устройстве содержащем неподвижное основание, каретку с плитой, установленную с возможностью перемещений по 4вум взаимно перпендикулярным направлениям, и узел отсчета перемещений, узел отсчета перемещений выполнен в виде двух установленных взаимно перпендикулярно растровых шкал, штрихи кот.орых состав ляют угол между собой, образуя муаровое сопряжение, и преобразующей голов ки, размещенной в зоне муарового сопряжения, первая из шкал скреплена с основанием, вторая - с кареткой, преобразующая головка установлена с возможностью перемещений относительно первой растровой шкалы. На фиг. 1 изображено двухкоординатное измерительное устройство , вертикальный разрез; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - то же, вид сбоку; на фиг. 4 - пример выполнения растро- вых шкал. . Устройство срдержит основание 1 с направляющими 2 по одной координате. На них при помощи опоры скольжения не показана установлена каретка 3 с направляющими Ц, перпендикулярными направляющим 2. На направляющих Ц.как и каретка 3, установлена плита 5. К основанию 1 по его середине при помощи двух стоек 6 прикреплена растровая шкала 7,а к плите 5 стойками 8 - растровая шкала 9. На месте их сопряжения с возможностью перемещения относительно растровойшкалы 7 установлен ползун ( не показан) с преобразующей головкой 10. Преобразующая головка 10 содержит oc-V ветитель 11 (например, светодиод и фотоэлементы, 12, фотоэлементы 12 уста новлены в положениях, соответствующих О®, 90°, 180 и 270 фазового угла в периоде двухрастрового муарового сопряжения. На фиг.- 1 показан вариант исполнения растровых шкал 7 и 9 с параллельными растрами, расположеннымихНа сздном из растров под углом, например а на другом - под углом примерно k. При перемещении одной из Шкал 7 и 9 в направлении, перпендикулярном второму, происходит модулирование светового потока, проходящего от осветителя 11 через муаровое сопряжение, которое регистрируется фотоэлементами 12. Другой вариант двухрастрового сопряжения, состоящего из растровой шкалы со штрихами, параллельными одному из направлений координатных перемещений, и шкалы со штрихами, направление которых составляет угол (. первым, показан на фиг. .. Устройство работает следующим образом. При перемещении каретки 3 по направляющим 2 рснования 1 растровая шкала 9 перемещается вместе с ней вдоль шкалы 7. Вместе также перемещается ползун с преобразующей головкой 10. При перемещении шкала 9 выполняет функцию индикаторной, а шкала 7 - измерительной части устройства Модулирование светового потока осветителя 11 лроисходит периодическим изменением муаровой картины от взаимного перемещения шкал 7 и 9 относительно друг друга. Аналогично происходит модулирование светового пртока в фотоэлементах при перемещении плиты 5 вдоль направляющих k каретки 3. При этом уже раст ровая шкала 9 выполняет функцию иамерительной части устройства, а часть шкалы 7 - индикаторной части. Ползун с преобразующей головкой tO в этом случае не перемещается относительно основания 1. Усиление выходного lo se сигнала от фотоэлементов 12, его интерполирование и цифровая индикация выполняются известными средствами электроники. Блок цифровой индикации выполняется с двумя реверсивными счетчиками и имеет возможность выводить информацию о перемещении по любой из двух координат. Блоки усиления , формирования и индикации служат одним комплектом для обеих координат и переключаются тумблером для измерения перемещения ао опредёлейной координате. Предлагаемое выполнение узла отсчета перемещений позволяет отказаться от применения либо двух отдельных преобразйвателей линейных перемещений, либо большой растровой матрицы, равной всей площади, образованной длиной двух координатных перемещений

/г

Фг/г.2