Способ измерения перемещений и устройство для его осуществления

 

Способ измереиия перемещений, заключающийся в том, что формируют параллельный световой пучок, направляют его на участок измерительной растровой меры, сопрягают изображение этого участка с другим участком меры так, что смещения меры и ее изображения в плоскости сопряжения взаимно проти воположны, регистрируют за сопряжением световой поток, по числу пульсации которого определяют перемещение мерь1 , отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности способа, увеличивают или уменьшают сопрягаемое изображение меры в

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

UNIINt

РЕСПУБЛИК злю G О! В ll/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н Asòîåñêîìì свидетельству

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗЩ РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3553061/25-28 (22) 10.02.83 (46) 15.09.84. Бюл. № 34 (72) И. А. Вевюрко, В. А. Заигрин, И. В. Ракитя нски и и В. В. Ш ичков (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (53) 531.71:531.14 (088.8) (56) 1. Фотоэлектрические преобразователи информации. Под ред. Л. H. Преснухина, М., «Машиностроение», 1974, с. 150.

2. Акцептованная заявка Францйи № 2151356, кл. G 01 В 11/00, 1972 (прототип). (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕ-,.

СТВЛЕНИЯ. (57) Способ измерения перемещений, заключающийся в том, что формируют параллельный световой пучок, направляют его на участок измерительной растровой меры, сопрягают изображение этого участка с другим участком меры так, что смещения меры и ее изображения в плоскости сопряжения вза1

2,.SU, 1113662 A имно противоположны, регистрируют за со-. пряжением световой поток, по числу пульсации которого определяют перемещение мерй, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности способа, увеличивают или уменьшают сопрягаемое изображение меры в (2к + 1) раз, где к = 1,2,3,..., целое пол ож и тел ьное число.

2. Устройство для измерения перемещений по п. 1, содержащее источник оптического излучения и последовательно установленные по ходу оптического излучения конденсатор, круговую измерительную растровую меру, объектив, отражательный блок, второй объектив, собирающую линзу и фотоприемник, причем диаметрально противоположные участки круговой меры оптически сопряжены через объективы и отражательный Е блок, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности способа, фокусные Ц ф расстояния f< и 4 одного и другого объективов выбраны из соотношения fi/1 (2к + 1), где к = 1,2,3,... — целое положительное число.

1!13667

25

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, и может быть использовано для измерения линейных и круговых . перемещений.

Известен фотоэлектрический способ из. мерения перемещений на основе использования растров заключающийся в том, что формируют параллельный оптический пучок, пропускают его через последовательно установленные измерительную растровую меру, скрепляемую с контролируемым объектом, и,индикаторный растр и регистрируют прошедший через меру и растр световой поток, по числу пульсации которого судят о перемещении меры !1j

Недостатком известного способа является низкая чувствительность из-за ограничения пространственной частоты меры и растра технологическими факторами.

Наиболее близким к изобретению является способ измерения переме»цений, заключающийся в том, что формируют параллельный световой пучок, направляют его на участок измерительной растровой меры, сопрягают изображение этого участка с другим участком меры так, что смешения меры и ее изображения в плоскости сопряжения взаимно противоположны, регистрируют за сопряжением световой поток, по числу пульсации которого определяют перемещение меры !2).

С пособ осу»цест вл я ют устройством дл я . измерения перемещений, содержащим источник оптического излучения и последовательно установленные по ходу оптического излучения конденсор, круговую измерительную, растровую меру, объектив, отражательный блок. второй объектив, собирающую линзу и фотоприемник, диаметрально противоположные участки круговой меры оптически сопряжены через объективы и отражатель.ный блок f2). Недостатком способа и устройства является ограниченная чувствительность, так как используемое сопряжение растров с равными пространственными периодами обеспечивает формирование только двух импульсов при смещении меры на один период..

Цель изобретения —. повышение чувствительности при фиксированном пространственном периоде меры.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения перемещений, заключакзщемуся в том, что формируют параллельный световой пучок, направляк>т его на участок измерительной растровой меры, сопрягают изображение этого участ»(а с другим участком меры так, что смещения меры и ее иэображения в плоскости сопряжения взаимно противоположны, регистрирук»т за сопряжением свеч овой поток, по числу. пульсации которого опрелеляют перемешениа меры, увеличивают или уменьшают сопрягаемое изображение меры в (2к + 1) раэ, где к =- 1,2,3,... — целое положительное число.

В устройстве, осуществляющем способ и содержащем источник оптического излучения и последовательно установленные по холу оптического .излучения конденсор, круговую измерительную растровую меру, объектив, отражательный блок, второй объектив, собирающую линзу и фотоприемник, причем диаметрально противоположные участки круговой меры оптически сопряжены через объективы и отражательный блок, фокусные расстояния f, и fq одного и другого объективов выбраны иэ соотношения f,/f (2к + 1), гле к = 1,2,3,... — целое поло15 жительное число.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа измерения перем е щени я.

Устройство содержит источник 1 оптического излучения и последовательно установленные по холу оптического излучения конденсор 2, круговую измерительную меру 3, объектив 4, отражательный блок, состоящий из отражательных призм 5 и 6, второй объектив 7, собирающую линзу 8 и фотоприемник 9, диаметрально противоположные участки круговой меры 3 оптически сопрйжень» через объективы 4 и 7 и отражательный блок, фокусные расстояния f» и fp одного и другого объективов выбраны из соотношения fq/fq = (2к + 1), где к — 1,2,3,... целое положительное число.

Способ осуществляется с помощью устройства следукнцим образом.

Параллельный пучок света, сформированный источником 1 оптического излучения и конденсором 2, направляют на участок круговой измерительной меры 3. Сопрягают изображение этого участка с диаметрально противоположным участком меры с помощью объективов 4 и 7 и отражательного блока, содержащего призмы 5 и 6. Объективь» 4 и 7 н отражательный блок формируют изображение таким образом, что смещения изображения и меры в плоскости сопряжения взаимно противоположны.

С помощью собирающей линзы 8 и фотоприемника 9 регистрируют световой поток, прошелший сопряжение.

Г!о числу пульсации светового потока опрелеляют перемещение меры.

Поскольку фокусные расстояния 4 и fg олного и другого объективов выбраны из соотношения fq/fz = (2к + 1), где к

1,2,3,... -- целое число, то сопрягаемое иэображение увеличено или уменьшено в (2к + ) раз.

При перемещении меры световой поток за сопряжением испыть»вает амплитулную модуляцию. Увеличение числа пульсаций и, следовательно, чувствительности устройства можно определить из выражения (к+1).! l l 3667

Составитель Б. Потапов

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор И: Муска

Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам язобретениА и открытнА

1l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП аПатента, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Например, увеличение (уменьшение) оптического изображения в 5 раэ приводит к повышению чувствительности в 3 раза. При этом увеличение чувствительности сопровождается уменьшением глубины модуляции и соответствующим снижением отношения сигнал/шум.

Таким образом, увеличение или уменьшение сопрягаемого изображения участка меры в (2к + 1) раэ позволяет повысить чувствительность в (к + 1) раз.

Предлагаемые способ и устройство для измерения перемещений допускают возможность использования значений увеличения (уменьшения) оптического иэображения, отличающихся от целых чисел, т. е. имеющих дробную часть, но при этом следует учитывать уменьшение глубины модуляции полезного сигнала. î