ФАЗОВЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ И ЛИНЕЙНЫХ Советский патент 1970 года по МПК G01B21/00 

Известен фазовый способ измерения угловых и линейных перемещений, заключающийся в измерении фазы электрического сигнала, преобразованного из светового потока, при перемещении оптической шкалы измерителя. При этом преобразование осуществляется по нескольким оптическим каналам, например двум или четырем, двухфазной системы.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что шкалу, представляющую собой прозрачное тело с возбужденной в нем бегущей ультразвуковой волной, освещают параллельным пучком модулированного но интенсивности светового потока, частота модуляции которого несколько отличается от частоты ультразвуковых колебаний. При этом фотопреобразователь размещают в фокальной плоскости наведенного на поле ультразвуковой бегущей волны объектива так, чтобы он преобразовывал переменную составляющую в одном из дифракционных максимумов в электрический сигнал разностной частоты, и по изменению его фазы судят о перемещении.

Такое выполнение повышает точность измерения, устраняет необходимость механической модуляции светового потока и уменьшает число оптических каналов до одного.

ражения ультразвукового поля - картины дифракции.

По этому способу рабочая поверхность фотоприемника располагается в фокальной нлоскости объектива, наведенного на ультразвуковое поле. Из всего дифракционного спектра при помощи диафрагмы выделяется только один порядок, предпочтительнее пулевой. Как известно, освещенность в нулеволг порядке

модулирована с двойной частотой ультразвука. Перемещение измерительного элемента системы приводит к изменению фазы переменной составляющей светового потока, падающего на фотоприемник.

Для измерения сдвига фаз на более низких частотах но описываемому способу предусматривается освещать ультразвуковое поле амплитудно-модулированным световым потоком, частота модуляции которого отличается от удвоенной частоты ультразвука на небольшую величину. Тогда в дифракционном норядке, регистрируемом фотоэлементом, появляется неременная составляюшая светово1о нотока, частота модуляции которого равна

разностной частоте, а фаза - измеряемому фазовому сдвигу.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующая предлагаемый способ. Она содержит измерительный и инднкатор