Датчик линейных перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении перемещений в плоскости оптическими методами. Целью изобретения является повышение точности за счет исключения влияния погрешности шага растра. Излучение от источника света поступает на светоделитель, который делит его на прошедший и отраженный пучки. Прошедший пучок попадает на зеркало отражается от него и направляется на призму Дове, туда же направляется и отраженный пучок. Пройдя призму Дове, пучки пересекаются в плоскости расположения решетки, состоящей из двух ортогонально ориентированных слоев оптических волокон. В месте пересечения пучков образуется интерференционная картина, которая увеличивается волокном решетки и отражательной линзой . Фотоприемники регистрируют смещенияполос ,обусловленные перемещениями решетки 1 з п ф-лы, 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 В 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4703519/28 (22) 08.06.89 (46) 30.05.91. Бюл. М 20 (71) Институт электроники АН БССР (72) В.Н.Ильин (53) 531,715.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1180685, кл. G 01 В 11/02, 1985. (54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении перемещений в плоскости оптическими методами. Целью изобретения является повышение точности за счет исключения влияния погрешности шага растра.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении перемещений в плоскости оптическими методами, Целью изобретения является повышение точности за счет исключения влияния погрешности шага растра.

На чертеже изображен датчик линейных перемещений.

Датчик содержит источник 1 света, расположенные по ходу его излучения решетку

2, предназначенную для крепления на объекте, с ортогонально расположенными дифрагирующими элементами и два фотоприемника 3, светоделитель 4, оптически связанный с источником 1 света, зеркало 5, установленное по ходу прошедшего светоделитель 4 излучения, элемент для вращения волнового фронта, выполненный

„„5U„, 1б52812 Al

Излучение от источника света поступает на светоделитель, который делит его на прошедший и отраженный пучки. Прошедший пучок попадает на зеркало, отражается от него и направляется на призму Дове, туда же направляется и отраженный пучок. Пройдя призму Дове, пучки пересекаются в плоскости расположения решетки, состоящей иэ двух ортогонально ориентированных слоев оптических волокон. В месте пересечения пучков образуется интерференционная картина, которая увеличивается волокном решетки и отражательной линзой. Фотоприемники регистрируют смещения полос, обусловленные перемещениями решетки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. в виде призмы 6 Дове и установленный на пути излучения, отраженного зеркалом 5 и светоделителем 4, перед решеткои 2. дифрагирующие элементы которой выполнены в виде двух слоев оптических волокон, расположенной в плоскости пересечения излучения, отраженного светоделителем 4, и излучения, отраженного зеркалом 5, и отрицательную линзу 7. Установленную между решеткой 2 и фотоприемниками 3. На чертеже также показаны оси координат Х, Y и Х, У0, углы а,,Вмежду пучками излучения и нормалью к решетке 2.

Датчик работает следующим образом, Излучение от источника 1 света поступает на светоделитель 4, который делит его на два пучка; прошедший и отраженный, Прошедший пучок попадает на зеркало 5, отражается от него и направляется на приз1652812 му Дове. Туда же направляется и отраженный пучок, Пройдя призму 6 Дове, пучки пересекаются в плоскОсти расположения решетки 2, состоящей из двух ортогоналbHQ

ОРИЕНТИРОВВННЫХ СЛОВВ ОПТИЧ8СКИХ ВОЛОêQH. Г1учки Образуют уГлы (х,,п с нормалью

K решетке 2. В MGcTG пер8сечения пу-:КОВ

Образуется инт8рференциОнная KBpl ин

КОторая увеличивается волокном реие-.ки 2 и отрицательной линзой 7, При линейном смещении решетки 2 смещаются и интерфеР ЬНЦИОННЫ8 ПОЛОСЫ, KQTQPbiG РВГИСТРИОУюгся фатоприемниками 3, разнесенными

Я в ПРОстРанстве I306PBA(GHI IA на — интеpфеО НЦИОННОй ПОЛОСЫ (М ЧВРТ8ж Б-Б) (ЗРИ .. . IB 6 Дове имеет два фиксированных пОложения (см. Чертеж, В-В), Одна полОГкеHVi8 СОО ГЯЕТСТВУЕТ СЛУ1 "а(П KOI UB B- l;- ОO iloi!ЯРйзаиии ИЭЛУчеНИЯ -.ОВГ;ав т С

;-;Дпоавлением перемешения решет Гл 2 по : ОО!3Цинате Х (см, че ътеж,: В, схек и а), ДоуГМ когда BGKTop ПОляризации совг!ада8т с

,.- правлением перемещения решетки 2 по " "Оодинатеу(СЬ!, ч рте В-В С"Ма 5I. Г л.л и мерение Осугцествляется Г10 координат8 ), тф поизма 6 ДОве устанОВлена В пеpBQIN поло" хжнми, а если по координате У ВО BTQ,, Ioì, Сх8МВ инвариантна к парязитным cHG48ниям решетки 2 по координатам. с rlèöньм от QcHQBHQIlli.

Фотоприемники 3 распОложень! со смещфнием доуг Относит8льно друГа как пo Bb!соте, гак N по Горизонтали, Это дае T

ВозможнОсть при изменении Qpие;- т..!Ц :!и полос (см, чертеж, Б-Б) только двумя фотоприемниками 3 считывать полосы со сдвигом по л фазе — для обеих координат.

В качестве источника 1 света может быть применен инжекционный лазер, В качестве оптических волокон могут быть взяты

Одножильные световоды диаметром 0,73 мм из оптического стекла.

Формула изобретения

1. Датчик линейных перемещений, содержащий источник света и расположенные по ходу его излучения решетку, преднаэна 5 ченную для крепления на обьекте, с ортогонально расположенными дифрагирующими элементами и два фотоприемника, о т л и ч а юш. и и с я тем, что с целью повышения точности, он снаожен светоделителем, oflтически связанным с источником света, зеркалом, установленным по ходу прошедшего светоделитель излучения, элементом для вращения Волнового фронта, установленным на пути излучения, отраженного зеркалом и светоделителем, перед решеткой, дифрагирующие элементы которой выполнены в виде двух слоев оптических волокон и которая расположена в плоскости пересечения излучения, отраженного светоделите3О лем, и излучения, отраженного зеркалом, и отрицательной линзой, установленной между решеткой и фотоприемниками.

2.Датчик по п.1,отличающийся тем, что элемент для вращения волнового фронта выполнен в виде призмы Доне, 1652812

Л

А A

Д— ,Ф Ф/

Составитель B. Костюченко

Техред M.Моргентал Мэ ек ор B.с 7":p ;: ê

Редактор М. Циткина

Заказ 1765 Тираж 392 Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4i5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 1Л I