ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Советский патент 1971 года по МПК G01B11/00 

Данное устройство относится к фотоэлектрическим измерительным системам и предназначено для точного измерения линейных перемещений -в измерительных приборах, например в инструментальных микроскопах, проекторах, а также IB отсчетных устройствах металлообрабатывающих станков.

Известно фотоэлектрическое устройство для измерения линейных перемещений, содерл ащее осветитель € конденсором, растровую шкалу, оптическую систему, состоящую из объективов, отклоняющей и разделительных призм (поляроидов), ли«з, и фотоприемники для получения отсчетных электрических сигналов, электронную схему обработки сигналов и отсчетное устройство. В этом устройстве изображение штрихов одного участка растровой шкалы через поляроиды и отклоняющие Призмы .переносится объективами на другой (соседний по длине шкалы) участок той же шкалы.

При перемещении шкалы ее штрихи и их изображения движутся навстречу друг другу, периодически открывая доступ световому потоку к фотоэлементам. Электрические сигналы, выдаваемые фотоэлементами, поступают на отсчетное устройство прибора или станка. Однако при таком переносе объективами изображения штрихов растровой шкалы на штрихи этой же шкалы возникает необходимость значительно увеличить длину растровой шкалы, что вызывает усложнение процесса изготовления ее, увеличение накопленной ошибки шага штрихов, снижающей точность .измерения, и увеличение габаритов устройства.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что, с целью оовышения точности измерения и упрощения ,конструкции, оптическая система снабжена ромбическими призмами для совмещения изображения штр.ихов шкалы с продолжением самих же штрихов в Пределах одного и того же участка шкалы, раОположенНымн по обеим сторонам шкалы, а объективы выполнены подвижными вдоль шкалы относительно своих оптических осей.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема описываемого фотоэлектрического устройства; яа фиг. 2, 3, 4 - картина совмещения .изображения штрихов с плоскостью штрнхов шкалы.

Фотоэлектрическое устройство содержит: осветитель / с конденсором 2; растровую

шкалу 3; оптическую систему, состоящую из подвижных объективов 4, отклоняющей призмы 5, разделительных призм 6 и 7, линз 8 и 9, ромбических призм 10 и 11; фотоприемники 12 для получения отсчетных электрических

тричеокии сигнал для автоматн-;сскон стабилизации общего CBeroiBoro иогока; отсчегпое устройство (не показано).

Работает устройство следующи.ч образом. Освещае.мая источником света (осветителем) часть штрихов растровой шкалы 3 (на фиг. 2 эта часть обозначена цифрой /) через лр 13мы }, 6, 7, 5 и 10 проектируется объективами 4 на продолжение штрихов того же участка растровой шкалы (на фиг. 4 онн обозначены цифрами // и ///). Разделительная пр.изма 6 служит для выделения части обш,его светового нотока, подаваемого па фотоэлемент 13. Последний, выдавая электрнческин еигнал, через обратную связь стабилизирует величину обш.его светового иотока, исходяигего от осветителя. Разделительная призма (куб) 7 служит для получаиня двух одинаковых по величипе световых потоков, поступающих на фотоприемники 12. Электрические сигналы, снимаемые с фотоприемпнков, сдвинуты по фазе на 90°, что обеспечивает реверсивный отсчет величины перемещения. Величина относительного сдвига сигналов но фазе достигается смещением изображения яггр;:хов в плоскостп шкалы (фиг. 3) в результате соответствующего смеще11ня объективов 4 пе.рПендикулярпО их оптическо) оси вдоль шкалы.

При перемещении растровой шкалы изображения освещенной части штрихов, проектируел1Ь е объективами на нродолжение штрихов того же участка растровой шкалы, движутея навстречу са.мим штрихам и периодически открывают доступ световому потоку па фотолрнемники для нолучения отечетных электрических сигналов, через усилитель и электронную схему обработки снпалоз носгунают на отсчетное устройство прибора.

Предмет изобретен и я

Фотоэлектрическое устройство для измерения линейных перемещений, содержащее

осветитель с конденсором, растровую шкалу, огггнческую снстему, состоящую из объективов, отклоняющей и раздел1ггелы ых призм, липз, и фотоприемпики для получения отечетных электрических сигналов, электронную

схему обработкн сигналов и отсчетное устройство, отличающееся тем, что, с целью новышения точности измереиия и упрощения конструкции, оптическая система снабжена ромбическими ириз.мами для совмещеиия нзображения штрихов шкалы с нродолжепием самих же штрихов в 1Пределах одного и того же участка шкалы, расположенными но обеим сторонам шкалы, а объективы выполнены тюдвижными вдоль шкалы относ1гге;1ьио своих

онтнческнх осей.

Рдг 2

Риг.З

iPuz.