Фотоэлектрическое измерительное устройство

 

Изобретение относится к оптико-электронной измерительной технике, а именно к фотоэлектрическим преобразователям для бесконтактных измерений линейных размеров и перемещений. изобретения является повышение точности измерений линейных размеров и перемещений за счет фиксирования момента наведения на контролируемую деталь по моменту смены полярности сигнала с фотоприемников. Оптический щуп устройства находится выше контролируемого объекта и перемещается в направлении объекта по направляющим 4. В момент касания щупа контролируемой поверхности происходит смена полярности сигнала с фотоприемников 11, установленных с двух сторон от ребра призмы 10. По времени от начала движения оптического щупа до момента смены полярности сигнала с фотоприемников судят о перемещении объекта.3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) з G 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4488832/28 (22) 03.10.88 (46) 15.09,91. Бюл. Рв 34 (72) А.И.Жильцов, А.В,Малков, Н.Г.Байдак и

Г.И. Шибакин (53) 537.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1037070, кл. G 01 В 21/00, 1982. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к оптико-электронной измерительной технике, а именно к фотоэлектрическим преобразователям для бесконтактных измерений линейных размеров и перемещений. Ц".лью изобре Ы, 1677520 А1 тения является повышение. точности измерений линейных размеров и перемещений за счет фиксирования момента наведения на контролируемую деталь по моменту смены полярности сигнала с фотоприемников, Оптический щуп устройства находится выше контролируемого объекта и перемещается в направлении объекта по направляющим 4. В момент касания щупа контролируемой поверхности происходит смена полярности сигнала с фотоприемников 11, установленных с двух сторон от ребра призмы 10. По времени от начала движения оптического щупа до момента смены полярности сигнала с фотоприемников судят о перемещении объекта. 3 ил.

1677520

Изобретение относится к оптико-электронной измерительной технике, а именно к фотоэлектрическим преобразователям для бесконтактных измерений линейных размеров и перемещений, и может быть использовано в системах автоматизированного контроля.

Цель изобретения — повышение точно. сти измерений линейных размеров и перемещений за счет фиксирования момента наведения на контролируемую деталь по моменту смены полярности сигнала с фотоприемников.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг,2 — форма выходного сигнала преобразователя, на фиг.3 — оптический щуп.

Фотоэлектрическое измерительное устройство содержит осветитель 1 и фотопреобразователь 2, жестко закрепленные на траверсе 3 под углом друг к другу. Траверса

3 по направляющим 4 от привода 5 может перемещаться поступательно вдоль направления, нормального по отношению к поверхности контролируемого объекта 6 и совпадающего с биссектрисой этого угла.

Осветитель 1 и фотопреобразователь 2 сфокусированы на точку А, лежащую на пересечении их оптических осей. Точка А образует оптический щуп фотоэлектрического измерительного устройства (фиг.3). Объектив 7 осветителя 1 строит изображение излучающей площадки источника света 8 в плоскости, проходящей через точку А, с увеличением 1:1. В качестве источника света 1 можно. испольэовать ИК-излучатели и полупроводниковые лазеры с зоной излучения порядка 5-10 мкм. Устройство содержит также фотопреобразователь 9, призму

10, установленную таким образом, что оптическая ось фотопреобраэователя является нормально к поверхности призмы, противолежащей углу 90О, и два фотоприемника 11, включенных по дифференциальной схеме, Фотопреобраэователь 2 соединен с входом усилителя 12 фототока, который через компаратор 13 соединен с управляющим входом электронного коммутатора 14.

Информационный вход коммутатора 14 соединен с растровым датчиком 15 линейных перемещений, а выход — с цифровым отсчетным узлом 16.

Фотоэлектрическое измерительное устройство работает следующим образом.

Механическую часть устройства устанавливают над контролируемым объектом 6 так, чтобы направление перемещения траверсы 3 совпало с нормалью к контролируемой поверхности, а оптический щуп устройства (точка А) находился выше поверхности контролируемого объекта 6. В указанном положении (фиг.3) производится обнуление отсчетного узла 16, Затем с помощью привода 5 траверса 3 совместно с

5 осветителем 1 и фотопреобразователем 2 перемещается по направляющим 4 в направлении к поверхности обьекта 6. В момент совпадения поверхности контролируемого объекта 6 q оптическим щупом (точка В на

10 фиг.3) изображение источника находится в плоскости ребра призмы 10 и делится им поровну (согласованное положение). На дифференциально включенные фотоприемники 11 попадают одинаковые световые по15 токи, амплитуда выходного сигнала фотопреобразователя равна нулю, что соответствует точке Хо (фиг.2). В положениях Х1 и Xz изображение источника 1 смещается относительно ребра призмы 10 и на фото20 приемники 11 попадают разные по величине световые потоки. В этих положениях выходные сигналы не равны нулю и имеют противоположные знаки, Моменты смены полярности усиленного сигнала выделяют25 ся компаратором 13 электронного блока на выходе которого формируется короткий импульс. При поступлении указанного импульса в электронном коммутаторе 14 блокируется прохождение импульсов типа

30 меандр, вырабатываемых фотоэлектрическим растровым датчиком 15 линейных перемещений. Количество прошедших импульсов с начала движения до момента прохождения через согласованное положе35 ние фиксируется отсчатным узлом t6 и высвечивается на индикационном табло этого устройства, Формула изобретения

Фотоэлектрическое измерительное уст40 ройство, содержащее осветитель и фотопреобразовэтель, датчик линейных перемещений и электронный блок, осветитель и фотопреобраэователь установлены под углом друг к другу с возможностью пе45 ремещения вдоль биссектрисы этого угла, а фотопреобраэователь состоит иэ фокусирующей оптической системы, фотодатчика и прямой призмы, ребро при прямом угле которой лежит в фокальной плоскости фокуси50 рующей оптической системы и пересекает ее оптическую ось, а фотодатчик выполнен в виде двух одинаковых фотоприемников, orTè÷eñêè связанных с боковыми гранями прямой призмы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 55 что, с целью повышения точности измерений, датчик линейных перемещений выполнен в виде растрового датчика линейных перемещений, электронный блок состоит из усилителя, компарэтора, коммутатора и цифрового отсчетного узла, фотоприемники

1677520

Puz3

Составитель В.Шабанова

Редактор Л.Пчолинская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Ципле.

Заказ 3106 Тираж 363 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/6

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уп.Гагарина, 101 дифференциально подключены к входу усилителя. выход усилителя через компаратор подключен к управляющему входу коммутатора, информационный вход которого под- ключен к датчику линейных перемещений, а выход — к цифровому отсчетному узлу.