Фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G01B5/02 G01B11/02 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к инкрементным средствам измерения линейных перемещений.

Известны инкрементные растровые измерительные преобразователи, содержащие корпус, подвижное звено, направляющие подвижного звена, растровое сопряжение, состоящее из растровой линейки и маски с осветителями и фотоприемниками. Одно из звеньев растрового сопряжения (линейка или маска) закреплено на подвижном звене, имеющем самостоятельные направляющие. Зазор между линейкой и маской составляет 20-30 мкм, вследствие чего разрешающая способность преобразователя ограничена (шар растра не может быть меньше 20 мкм). Уменьшению зазора препятствует несовершенство направляющих 1.

Наиболее близким к изобретению является фогоэлсктрический И11креме {тный растровый ареобразователь, содержащий корпус, ведущее звено, растровое сопряжение, состояп,ее из растровой линейки и плавающей маски с осветителем и фотоприемниками, один из элементов которого связан с корпусом, а второй - с ведущим звеном, направляющие плавающей маски, выполненные на растровой линейке и обеспечивающие их относительное перемещение с минимальным зазором, пространственный шарнир, обеспечивающий маске перемещение по нормали к растровой линейке и поворот вокруг двух осей, лежащих в плоскости этой линейки 2.

Зазор между линейкой и маской составляет 5-10 мкм и определяется неплоскостностью линейки. Разрешающая способность таких преобразователей несколько увеличена, однако все же шаг растра не может быть сделан менее 10 мкм, поскольку на границах сред возникает рассеяние света.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности преобразователя.

Цель достигается тем, что в фотоэлектрическом инкрементном растровом преобразователе, содержащем корпус, ведущее звено, растровое сопряжение, состоящее из растровой линейки и плавающей маски с осветителем и фотоприемниками, один из элементов которого связан с корпусом, а второй - с ведущим звеном, направляющие плавающей маски, выполненные на растровой линейке и обеспечивающие их относительное перемещение с минимальным зазором, пространственный шарнир, обеспечивающий маске перемещение по нормали к растровой линейке и поворот относительно двух осей, лежащих в плоскости этой линейки, зазор между линейкой и плавающей маской заполнен невысыхающей иммерсионной жидкостью.

Причем в качестве невысыхающей иммерсионной жидкости использована полиметилсилоксановая жидкость.

На фиг. 1 изображен преобразователь, схематический разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Фотоэлектрический инкрементный растровьш преобразователь содержит корпус 1, ведущее звено 2, выполненное в виде измерительного штока, направляющие 3 измерительного штока, растровую линейку 4, плавающую маску 5, непосредственно прилегающую к рабочей поверхности 6 растровой линейки, которая является направляющей плавающей маски, осветитель 7, фотоприемники 8 и пространственный шарнир, выполненный в виде двух плоских пружин 9 и 10, лежащих в плоскости рабочей поверхности растровой линейки. Зазор 11 между растровой линейкой и плавающей маской заполнен невысыхающей иммерсионной жидкостью, коэффициент преломления которой близок к коэффициенту преломления стекла. В качестве невысыхающей иммерсионной жидкости использована полиметилсилаксановая жидкость.

Шаг растрового согфяжения составляет 2-4 мкм.

Фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь работает следующим образом.

Ведущее звено (измерительный шток) 2 перемещают относите ьно корпуса 1, при этом плавающая маска 5 перемещается по рабочей поверхности 6 растровой линейки 4. Благодаря подвеске на пространственном шарнире, выполненном в виде двух плоских пружин 9 и 10, лежащих в плоскости рабочей поверхности растровой линейки, плавающая маска всегда прилегает к рабочей поверхности растровой линейки и зазор 11 между ними составляет 2-4 мкм. Этот зазор заполнен невысыхающей иммерсионной жидкостью, которая служит смазочной средой, а благодаря patieHCTBy коэффициентов преломления со стеклом обеспечивает прохождение световых пучков через растровое сопряжение без заметного рассеяния. Плавающая маска имеет четыре светопропускающих окна (не показаны), в которых растровые штрихи сдвинуты на 1/4 шага растра, что позволяет получать сигналы sinx; cosx; -sinx и -cos х, которые впоследствии используются для формирования счетных импульсов. При шаге растра 4 мкм преобразователь позволяет получить непосредственно отсчет с ценой деления 1 мкм, что в практическом большинстве случаев является достаточным. Для преобразователей с ценой деления 0,5 мкм используют растровое сопряжение с шагом 2 мкм.

1. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИНКРЕМЕНТНЫЙ РАСТРОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий корпус, ведущее звено, растровое -сопряжение, состоящее из растровой линейки и плавающей маски с осветителем и фотоприемниками, один из элементов которого связан с корпусом, а другой - с ведущим звеном, направляющие плавающей маски, выполненные на растровой линейке и обеспечивающие их относительное перемещение с минимальным зазором, пространственный щарнир, обеспечивающий маске перемещение по нормали к растровой линейке и поворот относительно двух осей, лежащих в плоскости этой линейки, отличающийся тем, что, с целью повыщения разрешающей способности, зазор между линейкой и плавающей маской заполнен невысыхающей иммерсионной жидкостью. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, в качестве невысыхающей иммерсионной жидкости использована полиметилсилоксановая жидкость в