ФАЗОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G01J1/00 

Изобретение относится к отсчетным устройствам линейных или угло.вых перемещений и может применяться при автоматизации металлорежущих станков в качестве датчика обратной связи.

Известны фазовые устройства для измерения перемещения объекта, выполненные в виде последовательно расположенных осветителя, осциллирующей растровой щкалы, объектива, растровой щкалы, связанной с объективом, и фотоприемника.

Недостатком этих устройств является низкая разрещающая способность и значительная погрещность преобразования из-за ощибки нанесения щтрихов Hia растровой щкале и ощибки расположения щкалы.

Цель изобретения-повыщение точности измерения.

Достигается она тем, что предлагаемое устройство снабжено вторым оптическим каналом, в котором- иаходится два объектива, установленные последовательно между осциллирующей растровой щкалой и растровой шкалой, причем изображение осциллирующей щкалы, проходя через оптические каналы, проектируются на различные участки одной и той же растровой щкалы, связанной с объектом.

На фиг. 1 дана схема описываемого устройства для измерения перемещений; на фиг. 2 - вариант выполнения устройства с перпендикулярным расположением щкал; на фиг. 3 - осциллирующая щкала, риски которой выполнены в верхней и нижней частях с обратной кривизной.

Устройство состоит из осветителя /, магнита 2, осциллирующей щкалы 3, пружины 4, объективов 5, 6 и 7, призм 8 и, 9, растро.вой щкалы 10, связанной с объектом; и фотоприемников // и }2.

При движении осциллирующей щкалы 3 посредством пружины 4 и электромагнита 2 ее изображение в луче света осветителя /

проходит по двум оптическим каналам к фотоприемникам // и 12. Движущееся изображение верхней части осциллирующей щкалы проходит через о:бъективы 5 н 7, отклоняющую призму 9 и совмещается с растровой щкалой (диском) 10. Взаимодействуя с последней, луч света вырабатывает на фотоприемнике // переменный во времени электрический сигнал, фаза которого пропорциональна перемещению. При двил :ении осциллирующей щкалы 3 вверх ее изображение перемещается по щкале 10 слева направо (фиг. 1).

Движущееся изобрал ение нижней части шкалы проходит через объектив 6, отклоняю3

щую призму 8 и совмещается с растровой шкалой 10. Луч света, взаимодействуя с последней., вырабатьшает на;фотоприемнике 12 электрический сигнал, фаза которого- также. про-порциональна перемещештра. Ортг етеремещении осциллирующей щкалы 3 вверх изображение нижней части ее перемещается. п.о растровой шкале 10 справа налево.

Фаза., электрическо-го сигнала с фотоп-риемника /5имеет противоположный знак по отношению к фазе электрического сигннла с фотоприемника //, а относительный сдвиг сигналов равен удвоенной фазе (без учета погрешности выполвения растровой шкалы).

Таким образом, предлагаемое устройcTiBO -ди ффэренд:и1ал.ьное, кон-структивной особенностью которого является только одна растровая шкала (диск), жестко укрепленная на измеряемом объекте. Дифференциальное устройство имеет повышенную чувствительность и дискретность отсчета по отношению к обыкновенным датчикам. Это позволяет с большей т(1 чн:Фстью преобра-зовы.ва,ть перемещение В .фазу электрических сигишлов.

4

Повышение точности преобразования возможздо за счет выбора определеиным образом расстояйия между участками растровой ш.калы:/0/ нако/корые проектир,ук)тся изображениЯ иэдргкаторнож шкалы. Кри-терием для определения этого расстояния, яйяяется хара ктер- инструментальной ошибки, растровой шкалы 10.

Предмет изобретения

Фазовое устройство для измерения перемещения объекта, выполненное в виде последовательно расположенных осветителя, осциллирующей растровой шкалы, объектива, растровой шкалы, связанной с объектом, и фотоприемиика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено вторым оптическим каналом в виде двух объективов, установленных последовательно между осциллирующей растровой шкалой- и растровой шкалой, причем изображения осцилли1рующей щкалы, проходящие па обоим каналам,; проектирую-тсяр на различные- участки растровой-:ш1Кал«, связаниойС объективом.

т

1УФиг. 1