Датчик линейных перемещений Советский патент 1991 года по МПК G01B11/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении перемещений в плоскости оптическими методами.

Целью изобретения является повышение точности за счет исключения влияния погрешности шага растра.

На чертеже изображен датчик линейных перемещений.

Датчик содержит источник 1 света, расположенные по ходу его излучения решетку 2, предназначенную для крепления на обь- екте, с ортогонально расположенными дифрагирующими элементами и два фотоприемника 3, светоделитель 4, оптически связанный с источником 1 света, зеркало 5, установленное по ходу прошедшего светоделитель 4 излучения элемент для вращения волнового фронта, выполненный

в виде призмы 6 Дове и установленный на пути излучения, отраженного зеркалом 5 и светоделителем 4, перед решеткой 2, дифрагирующие элементы которой выполнены в виде двух слоев оптических волокон, расположенной в плоскости пересечения излучения, отраженного светоделителем 4, и излучения, отраженного зеркалом 5, и отрицательную линзу 7, установленную между решеткой 2 и фотоприемниками 3 На чертеже также показаны оси координат X, Y и Х0. YO, углы а, / между пучками излучения и нормалью к решетке 2

Датчик работает следующим образом.

Излучение от источника 1 света поступает на светоделитель 4, который делит его на два пучка: прошедший и отраженный. Прошедший пучок попадает на зеркало 5. отражается от него и направляется на приз« Ј

О

ел

ю

00

Ј

ю

|

му Дове. Туда же направляется и отражен ный пучок Пройдя призму G Доге nvuni пересекаются в плоскости распиложенчч решетки 2, состоящей из двух ортогонзл1- - ориентированных слоев ОПШЧРСК в т /он образуют vi лы a - ч i 2 В месте i ересе е i и образуется интерференцион -зп -п которая увеличивается во октк е, г-л 1 и отр -щательной линзой 7 Прп смещении решети 2 смещаемся ренционьые ползсы r r ются фотоприе-ж 3 разе лммм

в пространстве изображений на 1. чтерфе

СНЦ ЮНН 0 и ПОЛОСЫ (ri cpie; Н I IfJUd

-.а б Доз° 1 Гчсе is i - г ) 4ы

полохен1,с1 (г ц emr- В Ь)

г/ie ccorRpifeynT ,,) з о oi

ризацмп г --1

апразленче i , i. с

/р- дчнзте X (с1 -n-

oe - когда вектор полчрпз-н л

аправленьеп псрег.и сппл

Y( i pipif R В с e. -d F; I измерение осу шест в п кс тс я по TJ поизма 6 Дове установлена в . i г ях

.онич а если по ко1пду1нэте ,- BI Схема инвариантна к пяраз т, ы c Л1енитп решетки 1 по координат. -/ч

ЫМ ОТ ОСНОВНОЙ

Фотопр уемн км 3 рас ПОЛОЖР i1 ги м j щеимем другптногител1- о т r v сото, та х - по горизонтали /i , ( во i n ie |p - r op ,i

( о

т

п ..

Дл

лос (см чертеж Б Б) только двумя фотопри- рмниками 3 считывать полосы со сдвигом по

я,.

фазе -fj для обеих координат

В качестве источника 1 света может

быть применен инжекционный лазер В качестве оптических волокон могут быть взяты ОДНОЖИЛЪНЫР световоды диаметром 0 73 мм оз оптического стекла

1

Формула изобретения 1 Датчик линейных перемещений содержащий источник света и расположенные по ходу его излучения решетку, предназнаj ченную для крепления на объекте с ортогонально расположенными дифрагирующими 1лемг (гами и два отоприемника отличаю- щ i и ( я ТРМ иго , целью повышения точности он Штоделителем оп- шче ки in ,м L исто1|никоп света зер- i НОЕ.П (.ним по ходу прошедшего стол пителк иэпучения элементом ДЛР гтьцглк - чплнп| рго фронта установленным на пути излучения отраженного зерка- юм и гвртодрлигепрм перед решеткой дифрагирующие элементы которой выпол йены в виде двул г/юев оптических волокон и которая расположена в плоскости пересечения излучения, отраженного светоделите- j лем и излучения отраженного зеркалом и отрицатрпкнои пинзои установленной меж- z. V рс:н -тюй и фотоприемниками

У Л-Э1 (чк. поп 1,отличающийся ef ЭЛСПРНГ для вращения волнового Френче в1 .полнен в виде притмы Дове

-5, /.

-V

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении перемещений в плоскости оптическими методами. Целью изобретения является повышение точности за счет исключения влияния погрешности шага растра. Излучение от источника света поступает на светоделитель, который делит его на прошедший и отраженный пучки. Прошедший пучок попадает на зеркало отражается от него и направляется на призму Дове, туда же направляется и отраженный пучок. Пройдя призму Дове, пучки пересекаются в плоскости расположения решетки, состоящей из двух ортогонально ориентированных слоев оптических волокон. В месте пересечения пучков образуется интерференционная картина, которая увеличивается волокном решетки и отражательной линзой. Фотоприемники регистрируют смещенияполос,обусловленные перемещениями решетки 1 з п ф-лы, 1 ил

i

: -i- , - - v /- S,S-X

-x

/

-O1 Г - - - s. /

- : i ;

IT

//7K

:i-, ,t-&

MfesJ

Wf / X-: -) i ,я ,

ШФЗ ,f M./ - i

a /:

a

-/&Јv;

м

у .ч - -