Устройство для измерения линейных перемещений Советский патент 1975 года по МПК G01B9/00 G01D5/26 

1

Изобретение относится к области измерительных приборов с бесконтактным способом измерения и может быть использовано с динамометрами типа скобы, а также во всех машинах и станках, где требуется измерить перемещение одной детали относительно другой (или самой машины) без контакта между ними.

Известные устройства для измерения линейных перемеш,ений бесконтактным способом, содержаш.ие перемеш,аюш,иеся сетки, осветитель, проектор или микроскоп, имеют сетки со шкалой и штрихом, расположенные рядом друг с другом или в одной плоскости, или в разных плоскостях, но вплотную друг к другу, вследствие чего они часто повреждаются в процессе работы от соударений, что снижает точность измерения.

Глубина резкости оптических систем не позволяет развести измерительные сетки на сколько-нибудь значительное расстояние друг от друга.

Для повышения точности измерения в предпагаемом устройстве шкала и сетка со штрихом размешены на расстоянии, большем глу5ины резкости объектива, при этом между эбъективом и плоскостью изображения введен отрицательный компонент в половину апертуры объектива.

На чертеже показана принципиальная схема описываемого устройства, состояш,его из следующих частей:

осветителя, включающего в себя лампу накаливания 1 и коллектив 2, создающий параллельный концентрированный пучок лучей,

измерительной подвил-сной стеклянной шкалы 3, крепящейся на детали машины, перемещение которой необходимо определить;

сетки со штрихом 4, прикрепляемой вместе с проекционной системой к части машины или станка, относительно которой производится измерение линейного перемещения подвижной детали;

проекционной системы, включающей в себя проекционный объектив 5, дополнительный отрицательный компонент 6 (например, склеенную отрицательную линзу), перекрывающий половину апертуры объектива, плоско-параллельную стеклянную пластину 7, специальный кулачок 8 и оцифрованный барабан 9, служащие для отсчета десятых и сотых делений от деления шкалы, и матового экрана 10.

Штрих сетки 4 проектируется на полуплоскость б матового экрана 10 на расстоянии 5/ от задней главной плоскости объектива 5. На полуплоскости а экрана 10 изображения щтриха не получается вследствие большой величины кружков рассеяния, создаваемых отрицательным компонентом 6. Подвижная шкала 3 благодаря удалению от плоскости сетки 4 на расстояние /о проектирзется объективом 5 в плоскость ОО на расстоянии 52 от задней главной плоскости объектива, т. е. значительно ближе плоскости экрана 10. Дополнительный отрицательный компонент 6 перемещается между изображением шкалы 3 (плоскость ОО) и объективом 5, причем фокусное расстояние его подбирается таким, что изображение шкалы из плоскости ОО переносится в полуплоскость а экрана 10. На полуплоскости б экрана 10 изображения шкалы не образуется вследствие большой величины кружков рассеяния. Таким образом на экране образуются резко разграниченные изображения шкалы 3 н штриха сетки 4. Устройство работает следующим образом. Осветитель 1 и 2 высвечивает параллельным нучком света шкалу 3 и сетку 4 со штрихом. Объектив 5 образует резкое изображение штриха сетки 4 в свободной полуплоскости б экрана 10, а совместно с отрицательным компонентом 6 - резкое изображение шкалы 3 в полуплоскости а. В процессе работы снимаются два отсчета по шкале и штриху - начальный (до перемещения детали со шкалой) н конечный (после перемещения). Десятые н сотые доли деления шкалы 3 отсчитываются с номощью новорота нлоско-параллельной пластины 7 посредством поворота кулачка 8 барабаном 9 до совмещения ближайшего деления шкалы 3 со штрихом сетки 4. Разность отсчетов дает величину искомого перемещения. В случае приведения начального положения к нулю отсчет конечного положения детали сразу же дает определяемое перемещение. Предмет изобретения Устройство для измерения линейных перемещений бесконтактным способом, содержащее осветитель, шкалу, сетку со штрихом, объектив, матовый стеклянный экран и микрометрический барабан, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, шкала и сетка со штрихом размещены на расстоянии, большем глубины резкости объектива, при этом между объективом и нлоскостью изображения введен отрицательный компонент в половину апертуры объектива.

/

i

к

8

/

10

I-Tlllllllllllll|