Интерференционный датчик измерения углов поворота объекта с отражающей поверхностью Советский патент 1976 года по МПК G01B11/26 G01B9/02 

1

Изобретение относится к контрольно-из мерительной технике и может быть использовано, в частности для бесконтактного измерения в динамике малых углов поворота валов механизмов или исполнительных элементов.

Известен интерференционный датчик измерения углов поворота объекта с отражающей поверхностью, содержащий последовательно расположенные источник монохрома тического излучения, оптическую систему, светочувствительный элемент и электронный блок для регистрации световых импульсов, поступающих на светочувствительный элемент., -

Контролируемый объект (вал) связан с зеркалом гибкой лентой. Угловые перемещения вала преобразуются с помощью гибкой ленты в линейные перемещения зеркала интерферометра, линейные пере ещения которого фактически измеряются, а затем пересчитываются е угловые перемещения вала. Это снижает точность измерения угла поворота объекта и надежность работы :датчика.

Цель изобретения - повыщение точности измерения углов поворота и повышение надежности датчика.

Эта цель достигается тем, что предлагаемый датчик снабжен интерференционной плоскопараллельной пластиной, расположенной между источником излучения и отралсающей поверхностью объекта и имеющей на обеих поверхностях зеркальное покрытие, частично пропускающее излучение.

На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит источник 1 направленного, когерентного и в большой степени монохроматического излучения, оптическую систему из блоков 2 и 3, интерференционную плоскопараллельную пластину 4, на поверхности которой нанесено зеркальное покрытие 5, частично пропускающее излучение, светочувствительный элемент 6 и электронный блок 7.

Интерференционная плоскопараллельная пластина 4 установлена между источником 1 излучения и объектом (плоским зеркалом) 8 так, что отраженные от объекта 8 лучи, интерферируя на плоскопараллельной пластине, направляются i-: rie-гочувствительный элемент 6. Когерентное, монохроматическое излучение от источника 1, пройдя через плас- ткну 4, остается когерентным и монохро.матическим, сохраняя при этом параллель ность лучей, которая может создаваться введением перед источником излучения формирующего оптического блока 2. Этот параллельный ход лучей, а также когерентность и монохроматичность не изменится и после отражения от объекта 8, угловые перемещения которого необходимо измерить. Отраженный поток интерфери рует на плоскопараллельной пластине 4, причем для повыщения контраста сигнала необходимо, чтобы интерферирующие потоки были примерно разны по величине. Это достигается, например, нанесением зеркального полупрозрачного покрытия 5 на обе стороны пластины со специально ра считанным пропусканием. Интерферирующий поток, пройдя формирующий блок 3, попадает на поверхность светочувствительного элемента 6. Так как различным поворотам объекта соответствуют различные углы падения на пла тину 4, то поток, попадающий на светочув вительный элемент 6, изменяет свою величину в соответствии с приобретенной оптической разностью хода разделенных по токов с периодом, зависящим от угла поворота объекта 8, показателя преломления тт. и толщины d пластины 4 и длины волны излучения Л, При постоянстве в измерительной схеме тг, о. и. Л. расстояние между максимумами потока будет функцией от угла поворота объекта 8. Регистрируя с помощью электронного блока ко;п1чество максимумов или минимумов светового потока, попадающего на светочувствительный элеменТ; можно получить не только суммарный угол поворота объекта, но и закон изменения угла поворота его во времени. и 3 о б р е Фор мула тения Интерференпионный датчик измерения углов поворота объекта с отражающей поверхностью, содержащий последовательно расположенные источник .монохроматического излучения, оптическую систему, светочувствительный элемент и электронный блок для регистрации световых импульсов, поступающих на светочувствительный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности работы датчика, он снабжен интерференционной плоскопараллельной пластиной, расположенной между источником излучения и отражающей поверхностью объекта и имеющей на обеих поверхностях зеркальное покрытие, частично пропускающее излучение.

60 | 5 2