Устройство для измерения линейных перемещений Советский патент 1989 года по МПК G02B27/42 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения линейных перемещений с помощью дифракционной оптики.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет улучшения контраста и упрощения конструкции устройства.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит лазер 1, коллиматор 2, подвижную измерительную дифракционную решетку 3, световод , объектив 5, двухщелевую диафрагму 6 и первый 7 и второй 8 фотоприемники, электрически связанные с первым 9 и вторым 10 усилителями, нагруженными на счетчик 11.

Устройство работает следующим образом.

С помощью оптической системы, состоящей из лазера 1 и коллиматора 2.

создается параллельный пучок света, которым освещается подвижная измерительная дифракционная решетка 3, линейное перемещение которой необходимо измерить (она соединена с объектом - подвижным органом измерительной однокоординатной машины). За подвижной дифракционной решеткой 3 в дифрагированном пучке установлен световод i, продольная ось которого перпендикулярна падающему пучку и параллельна штрихам дифракционной решетки 3. Результатом взаимодействия дифрагированного на дифракционной решетке 3 пучка и пространственного растра от световода является муаровые комбинационные полосы, которые посредством объектива 5 передеются в плоскость двухщелевой диафрагмы 6, щели которой смещены друг относительно друга на 0,5 периода муаровой полосы. При перемещении

сл

сд

о

дифракционной решетки 3 нормально СЕОим штрихам (направление показано стрелками) происходит движение муаро- вьх полос, которое считывается фото- псиемниками 7 и 8. Почти синусоидальные сигналы с фотоприемников, сдви- HjfTbie по фазе на 90° , усиливаются илителями 9 и 10 и накапливаются счетчике 11. Дальнейшая обработка офуществляется известными приемами.

Устройство для измерения перемещений благодаря использованию светсм

обеспечивает более высокую точность мерений, так как погрешности изго- |вления шага дифракционной решетки ни вызывают наклона интерференционных полос, в результате чего исклю- ч;штся погрешности второго растра из р|;зультата измерения. В устройстве пзи любых погрешностях шага дифрак1вода вместо дифракционной решетки leeT более простую конструкцию и

ц

1ОННОИ решетки всегда имеется пара

(рефрагированных и дифрагированных) /чков, распространяющихся парая- зльно и интерферирующих без изме- ния пространственного положения интерференционных полос, имеющих постоянную контрастность, что и

обеспечивает повышение точности измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее последовательные установленные источник света, коллиматор, две прозрачные дифрак-, ционные решетки, одна из которых подвижная измерительная, а другая - неподвижная, объектив, двухщелевую диафрагму и два фотоприемника, выходы которых через усилители подключены к счетчику импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет улучшения контраста и упрощения конструкции, неподвижная дифракционная решетка выполнена в виде оптического волоконного световода без защитной оболочки, установленного своей осью параллельно штрихам подвижной измерительной решетки на расстоянии

L 2 ;r/(A/2)S

где - длина волны излучения в вакууме;

А

период измерительной решетки.

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее - к устройствам для измерения линейных перемещений с помощью дифракционной оптики. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет улучшения контраста и упрощение конструкции. В устройстве неподвижная дифракционная решетка выполнена в виде оптического волоконного световода без защитной оболочки, установленного параллельно штрихам подвижной измерительной решетки на расстоянии L*982 φ/λ (Λ/2)², гдЕ λ - длина волны излучения в вакууме

Λ - период измерительно решетки. 1 ил.