ДАТЧИК ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА Советский патент 1973 года по МПК G01B11/00 

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в датчиках линейных перемещений, основанных на использовании интерферометров, и может найти применение в особо точном оборудовании микроэлектронной промышленности.

Известен датчик линейных перемещений, основанный на считывании интерференционных полос Б интерферометре Майкельсона, содержащий источник когерентного излучения, смеситель лучей, оптическую систему, фотоприемники и счетчик .импульсов.

В этом датчике луч света с помощью светоделительного зеркала расщепляется на два, один из которых направляется на неподвижно закрепленное зеркало, а другой - на зеркало, установленное на объекте, линейное перемещение которого измеряется. Подвижное и неподвижное зеркала выполняют роль смесителя лучей.

После отражения от зеркал лучи встречаются и интерферируются. В зоне интерференции неподвижно установлен фотоприемник, выдающий импульсы тока, число которых пропорционально перемещению. Имиульсы подаются на счетчик, вырабатывающий информацию о перемещении измеряемого объекта. Для того, чтобы непрямолинейность направляющих, по которым движется объект, не влияла на точность измерении, зеркало, установленное на нем, выполняется в виде призмы - в комбинации с неподвижно закрепленным плоским зеркалом (система «кошачий глаз).

Недостатком такой системы является то, что луч света четыре раза проходит измеряемый интервал, что увеличивает ошибку измерений из-за деформаций корпуса интерферометра, повышает требования к когерентности света.

Целью .изобретения является повышеиие точности измерений и снижение требований к когерентности света.

Для этого смеситель лучей выполнен в виде двугранного зеркала и двух линз, установленных так, что линзы фокусируют излучение у вершины двугранного зеркала. Две линзы, двугранное зеркало и фотоириемники предназначены для установки их на объекте неподвижно друг относительно друга.

На чертелче изображена оптическая схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит источник когерентного излучения /, приз,мы 2 и 3, смеситель лучей, состоящий из линз 4, 5 , и двугранного зеркала

6, фотоприемники 7 и счетчик импульсов 8. Датчик работает следующим образом. Лучи света а и б от источника когерентного излучения /, например лазера, направляются призмами 2 и 3 параллельно перемещению измеряемого объекта на линзы 4 и 5 соответственно. Линзы 4 и 5 фокусируют лучи вблизи вершины двугранного зеркала 6, имеющего такой угол при вершине, что лучи пересекаются в плоскости фотоприемников 7. Лннзы 4 и 5, двугранное зеркало 6 и фотонриемники 7 закреплены неподвижно относительно друг друга и установлены на объекте, линейное неремешение которого измеряется. При развороте измеряемого объекта из-за непрямолинейности направляющих, ио которым он движется, произойдет изменение угла отражения лучей а и б от двугранного зеркала 6, однако, поскольку лучи отражаются от одного и того же зеркала, то угол между лучами не изменит я. Поэтому ширина интерференционных полос .со.хранится. Эта система нечувствительна в значительной мере к смещениям объекта в направлении, пернендикулярном измеряемому Перемещению, поскольку фотоприемники

7, линзы 4, 5 н зеркало 6 установлены на самом объекте, и изменения разности хода лучей в точку их интерференции на поверхности фотоприемников не .происходит.

Предмет изобретения

Датчик линейного перемещения объекта, содержащий источник когерентного излучения,

смеситель лучей, оптическую систему, фотоприемники и счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, смеситель лучей выполнен в виде двугранного зеркала и двух линз, установленных так, что линзы фокусируют излучение у вершины двугранного зеркала, линзы, двугранное зеркало и фотоприемники предназначены для установки ,их на объекте неподвижно относительно друг друга.

с- , ,

#м/