ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Советский патент 1974 года по МПК G01B11/02 

Описание патента на изобретение SU422946A1

1

Изобретение относится к фотоэлектрическим системам и предназначено для точного измерения линейных перемещений, например, в инструментальных микроскопах, проекторах, а также в отсчетных устройствах станков.

Известно фотоэлектрическое устройство для измерения линейных перемещений, содержащее осветитель с конд.енсором, растровую щкалу, оптическую систему, фотоприемники для получения отсчетных электрических сигналов и электронную схему обработки этих сигналов.

Оптическая система предназначена для совмещения изображения щтрихов щкалы с продолжением самих же щтрихов в пределах одного и того же участка щкалы и содержит две разделительные призмы, одну отражающую призму, линзы и три канала с объективом в каждом канале.

Два объектива имеют специальную подвижку для получения необходимого сдвига по фазе.

Недостатком таких устройств является сложность конструкции и юстировки.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено разделительным приспособлением, расположенным в плоскости изображения щтрихов растровой щкалы и делящим это изображение на две части, взаимно сдвинутые на 1/4 щага. Разделительное приспособление выполнено в виде двух плоскопараллельпых пластин, скрепленных онтнческим контактом нод углом, обеспечивающим сдвнг частей на 1/4 щага. Такое выполнение упрощает конструкцию и юстировку устройства.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого фотоэлектрического устройства; на фиг. 2 - конструкция разделительного приспособления; на фиг. 3, 4 - картины совмещения изображения щтрихов с плоскостью штрихов шкалы.

Фотоэлектрическое устройство содержит осветитель 1, конденсор 2, растровую шкалу 3,

оптическую систему, состояндую из двух объективов 4, отклоняюн-1ую призму 5, разделительную призму 6, разделительное нриснособпение 7, линзы 8 и 9, ромбические призмы 10, 11, фотонриемннки 12 для получения отсчетных электрических сигналов, фотоэлемент 3, выдающий электрический сигнал для автоматической стабилизации общего светового нотока, и электронную схему обработки этих сигналов (не показана). На фиг. 1 детали 7 и

10 новернуты на 90°.

Устройство работает следуюпд,нм образом. Освещаемая источником света (осветителем 1) часть щтрихов (примерно половина их длины) растровой П1калы 3 (на фиг. 3 эта

часть обозначена цифрой I) через призмы 11,

6 и 5 проектируется объективами 4 на продолжение штрихов того же участка растровой шкалы (на фиг. 4 они обозначены цифрами II и III). Разделительная призма 6 служит для выделения части обш,его светового нотока, подаваемого на фотоэлемент 13, который, выдавая электрический сигнал через обратную связь, стабилизирует величину общего светового потока, исходяш,его от осветителя. Разделительное приспособление 7 предназначено для разделения изображения поля, даваемого объективами 4, на две одинаковые части, сдвинутые одна относительно другой на 1/4 шага.

Тем самым электрические сигналы, снимаемые с фотоприемников 12, сдвинуты по фазе на 90°, что обеспечивает реверсивный отсчет величины перемеш,ения.

Разделительное приспособление (фиг. 2) состоит из двух плоскопараллельных пластин, соединенных между собой оптическим контактом так, что образуют определенный угол между нормалями к своим плоскостям. Толш,ина и угол взаимного наклона пластин подбираются таким образом, чтобы одна половина изображаемого поля оказалась смещенной относительно другой половины поля на 1/4 шага (фиг. 4). Смещение световых пучков, даваемое одной наклонной пластинкой при небольшой величине наклона, определяется по известной формуле

- I -1 1 -

п

где ai - смеш,ение пучков; di - толщина пластины; ii - угол наклона пластины; п -показатель преломления стекла нластины.

Соответственно вторая пластина даст сме щение

, . и -1

ttf ajjj .

п

Общее взаимное смещение пучков при одинаковой толщине обеих пластин, изготовленных из одинакового сорта стекла

(i, + /2) -- ,

является величиной ностоянпой, независимой от небольших наклонов всего нриспособления. Точно изготовленное такое приспособление автоматически создает необходимый сдвиг по

фазе и делает излишним юстировочные подвижки объективов 4. Кроме того, оно обеспечивает постоянство этого сдвига независимо от растройства положения объектива. Так как небольшие наклоны и сдвиги приспособления

не вызывают никаких растройств по фазе, то система в этом отношении является нерастраиваемой.

При перемещении растровой шкалы изображения освещенной части щтрихов, проектируемые объективами на продолжение щтрихов того же участка растровой шкалы, движутся навстречу самим штрихам и периодически открывают доступ световому потоку па фотоприемники для получения отсчетных электрических сигналов, через усилитель и электронную схему обработки сигналов поступают на отсчетное устройство прибора.

Предмет изобретения

1.Фотоэлектрическое устройство для измерения линейных перемещений, содержащее осветитель с конденсором, растровую шкалу, оптическую систему, состоящую из призм, линз и объективов, фотоприемники для получения отсчетных электрических сигналов и электронную схему обработки этих сигналов, отличаю шее с я тем, что, с целью унрощения конструкции и юстировки устройства, оно снабжено разделительным приспособлением, расположенным в плоскости изображения штрихов растровой шкалы и делящим это изображение на две части, взаимно сдвинутые на 1/4 щага.

2.Фотоэлектрическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что разделительное

приспособление выполнено в виде двух плоскопараллельных пластин, скрепленных оптическим контактом под углом, обеспечивающим сдвиг частей на 1/4 шага.

1} 6

д 9 ij

Фиг i

Похожие патенты SU422946A1

название год авторы номер документа
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 1971
  • Е. И. Финкельштейн, О. И. Баринов, С. Я. Кузнецова Б. И. Семенов
  • Новосибирский Приборостроительный Завод В. И. Ленина
SU315017A1
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА 1973
SU399725A1
ФАЗОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ 1973
SU372459A1
АВТОКОЛЛИМАЦИОННЫЙ СФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИУСОВ КРИВИЗНЫ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ 1972
SU324489A1
ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВОдля 1965
SU168892A1
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИНТЕРПОЛЯТОР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ 1973
SU369423A1
Фотоэлектрический микроскоп 1975
  • Сихарулидзе Важа Михайлович
SU567093A2
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОТСЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО 1973
SU409067A1
Устройство для измерения линейныхРАзМЕРОВ (ЕгО ВАРиАНТы) 1979
  • Скворцов Юрий Сергеевич
  • Данилевич Фридрих Моисеевич
  • Соколов Илья Арсентьевич
  • Голод Семен Давидович
SU827972A1
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ РЕФРАКТОМЕТР 1973
  • Б. И. Молочников, Б. Я. Карасик М. В. Кормер
SU405059A1

Иллюстрации к изобретению SU 422 946 A1

Реферат патента 1974 года ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Формула изобретения SU 422 946 A1

fui I

i i.

Т

i

Фиг.З

SU 422 946 A1

Даты

1974-04-05Публикация

1972-06-16Подача