Фотоэлектрический преобразователь перемещений Советский патент 1991 года по МПК G01B11/00 

о -ч о со

00

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионных измерений линейных перемещений в машино- и приборостроении. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет компенсации отличия разности фаз сигналов фотоприемников от 90°. Пучок света источника 1 проходит растровые сопряжения, образованные измерительной решеткой 2 и группами 4 и 5 штрихов индикаторной решетки 3, и попадает на фотоприемники 7 и 8. При перемещении объекта смещается жестко связанная с ним измерительная решетка 2, а на выходе фотоприемников 7 и 8 формируются синусоидальные сигналы. В случае идеального изготовления решетки 3 разность фаз на выходе фотоприемников равна 90°. При отклонении разности фаз от 90° поворачивают решетку 3 вокруг оси, перпендикулярной оптической оси устройств, в плоскости, перпендикулярной плоскости растра. Направление поворота определяется знаком отклонения значения разности фаз от 90°. 1 ил.

Г I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионных измерений линейных перемещений в машино- и приборостроении.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет компенсации отличия разности фаз сигналов фотоприемников от

90°.

На чертеже представлен фотоэлектрический преобразователь перемещений.

Преобразователь содержит оптически связанные источник 1 света, измерительную растровую решетку 2, связываемую с объектом, и индикаторную растровую решетку 3 с первой 4 и второй 5 группами штрихов, сдвинутыми одна относительно другой на четверть периода, исполнительный механизм 6 для поворота решетки 3, два фотоприемника 7 и 8 и два компаратора 9 и 10.

Преобразователь работает следующим образом.

Параллельные пучки лучей, сформированные источником 1 света, проходят растровые сопряжения, образованные измерительной решеткой 2 и группами 4 и 5 штрихов индикаторной решетки 3. При перемещении решетки 2 относительно решетки 3 на выходах фотоприемников 7 и 8 формируются электрические сигналы синусоидальной формы, поступающие на входы компараторов 9 и 10, которые преобразуют их в прямоугольные импульсы.

В начальный момент решетка 3 располагается параллельно решетке 2, При наличии погрешности нанесения растровых решеток 4 и 5 фаза выходных сигналов будет отлична от 90 эл.град.

Возможны два случая: фаза выходных сигналов 90 эл. град, фаза выходных сигна- эл. град.

В первом случае, для устранения фазовой ошибки необходимо повернуть решетку 3 при помощи исполнительного механизма 6 в плоскости чертежа по часовой стрелке. При этом развороте проекция растровой решетки 5 на измерительную решетку 2 будет смещаться вправо, а проекция растровой решетки 4 на измерительную решетку 2 будет смещаться влево. Таким образом пространственная фаза решеток 4 и 5 будет уменьшаться и, как следствие, уменьшаться

будет фаза выходных сигналов.

Во втором случае для устранения фазовой ошибки необходимо повернуть решетку 3 при помощи исполнительного механизма 6 против часовой стрелки, при этом пространственная фаза решеток 4 и 5 по аналогии вышеописанному будет увеличиваться и, как следствие, будет увеличиваться фаза выходных сигналов. Таким образом вращением решетки 3 в плоскости, перпендикулярной плоскости растра вокруг оси, перпендикулярной оптической оси устройства, добиваются фазового сдвига между выходными сигналам 90 эл. град., без высокоточного позиционирования растровых

решеток 4 и 5.

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий последовательно установленные источник света, измерительную растровую решетку, предназначенную для связи с объектом, индикаторную растровую решетку и два фотоприемника, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, индикаторная растровая решетка выполнена в виде двух групп штрихов, сдвинутых одна относительно другой на четверть периода, и ус- тановлена с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси преобразователя в плоскости, перпендикляр- ной плоскости растра.