Датчик линейных перемещений Советский патент 1982 года по МПК G01B11/00 

154) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

)етение относится к измерительной технике и может использоваться для автоматического измерения величины перемещения подвижных злементов в машино- и приборостроениия. Известен датчик линейных перемещений, основанный на счете муаровых полос и содержащий последовательно расположенные источник света, конден сор, два неподвижных растра, нанесенные на пластинах, развернутых друг относительно друга на некоторый расчетный угол, подвижной растр, чет ре собирающие линзы, в фокусе которы расположены приемные площадки фотоприемников, соединенных по фотобалан сной схеме ИТ . Недостатком датчика являются боль шие габариты, так как казхдый из неподвижных растров устанавливается в своей оправе, требующей сложной ре-гулировки, а конденсор, ...освещающий оба растра, имеет сравнительно большой световой диаметр и, как следстви этого, значительное фокусное расстоя ние, а свет, идущий в нулевом порядке, уменьшает контраст сигналов, сни маемых с фотоприемников, что ведет к снижению ТОЧНОСТИ работы датчика. - Наиболее близким, к изобретению по технической сущности является датчик линейных перемещений, содержащий источник света и последовательно расположенные конденсор,; неподвижный растр с двумя группами штрихов,расположенными симметрично относительно его центра и ориентированными между собой под углом, подвижный растр в виде обычной растровой решетки и фотоприемный блок, два светочувствительных элемента которого расположёны в. плоскости изображения муаровых полос, образуемых растрами 2. Недостатками известного датчика являются болы11ие габариты и невысокая точность, обусловленная зависимостью контраста муаровых полос от изменения расстояния между подвижным и - неподвижным растрами. Целью изобретения является повышение точности измерения и уменьшение габаритов датчика. Указанная цель достигается, тем, что в датчике линейных перемещений подвижный растр выполнен в виде дифракционной отражательной решетки, а на неподвижном растре,.в его центральной части, выполнена дополнительная группа штрихов, параллельных биссектрисе угла, образованного штрихами Групп, На фиг. 1 представлена оптическая схема датчика; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1. Датчик содержит источник 1 света конденсор 2, неподвижный растр 3, на который нанесены три группы штри хов 4-6 1фиг. 2) под некоторыми расчетными углами друг к другу, подвижную отражательную дифракционную решетку 7, линзы 8 и 9, фотоприемный блок из фотоприемников 10 и 11, светочувствительные элементы которых расположены в плоскости изображения муаровых полос, образуемых раст- рами. Датчик работает следующим образом Источник 1 света, находящийся в фокальной плоскости- конденсора 2, , освещает параллельным пучком только зону, в которой находится группа штрихов 4 неподвижного растра 3. В исходном положении группа штрихов 4 параллельна штрихам подвижной отражательной дифракционной решетки 7 Свет дифрагирует, образуя рабочие порядки. . Свет, отраженный от дифракционной решетки . 7, попадает на группы штри. хов 5 и б неподвижного растра 3, а затем с помощью линз 8 и 9 фокусируется на светочувствительные элементы фотоприемников 10 и 11. При этом паразитный свет, идущий в нулевом порядке после неподвижного растра 3 и затем в нулевом порядке после отража тельной решетки 7, не попадает на линзы 8 и 9, возвращаясь обратно на кбнденсрр 2.. Следовательно, и на фотоприемники 10 и 11 попадает значительно меньше паразитного света, ЧТОувеличивает контраст сигна.лов, снимаемых с фотоприемников 10 и iu. Это способствует повышению точности работы датчика. Для получения муар-эффекта группы штрихов 5 и 6 неподвижного растра 3 развернуты относительно группы штрихов 4 на равные, но. противоположно направленные углы ci С целью получения двух сдвинутых друг относительно друга на )/2 си :налов с фотоприемников 10 и 11, неподвижный растр 3 имеет юстировОчнук пoдвижky (не показана ) вдоль группы штрихов 4. Направление юстировочной подвижки указано на фиг.2 стрелками. Конденсор 2 имеет световой диаметр точно такой же, как и линзы 8 и 9, так как на одну из линз 8 на правляется свет, дифрагированный на группе штрихов 4 неподвижного растра 3 в 0-ом. и +1-ом порядках, на другую - в 0-ом и -1-ом порядках. А это приводит к уменьшению габаритов всего датчика и упрощению его конструкции. Формула изобретения Датчик линейных перемещений, содержащий источник света и последовательно расположенные конденсор, неподвижный растр с двумя группами штрихов, расположенными симметрично относительно его центра и ориентированными между Собой под углом, подвижный р,астр и фотоприемный блок, два светочувствительных элемента которого расположены в плоскости изображения муаровых полос, образуемых растрами, о т л И ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения и уменьшения габаритов датчика, подвижный растр выполнэн в виде дифракционной отражательной решетки, а на неподвижном растре, в его центральной части, выполнена дополнительная группа штрихов, параллельных биссектрисе угла, образованного штрихами групп. .-Источйики информации принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 508672, кл.С 01 В 19/0, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 665205, кл.С 01 В 11/00, 1978 (прототип).

ФисЛ