SU142699A1 - Измерительное устройство дл определени взаимного перемещени двух подвижных частей механизмов - Google Patents

Description

Дл  определени  взаимного перемещени  двух подвижных частей различных машин, станков и приборов примен ютс  устройства с фогоэлектрической системой, в которых в качестве измерительного и индикаторного элементов используютс  растры, величина перемещени  преобразовател ми определ етс  количеством импульсов света, образующихс  при движении одной решетки относительно другой.

Световые импульсы преобразуютс  при помощи фотоэлементов в импульсы напр жени  и подаютс  на автоматический реверсивный счетчик. Количество зафиксированных автоматическим счетчиком импульсов и определ ет величину перемещени . Точность перемещенлй зависит от количества линий, нанесенных на 1 мм растровых рещеток. Увеличение точности отсчета сопр жено с технологическими трудност ми повышени  частоты растровых рещеток. Попытки построить преобразователи с отсчетом перемещений с точностью до долей периода растровой решетки не привели к желаемым результатам.

Известные фазоимпульсные системы с модул цией сигнала завис т от величины светового потока и от величины питающего фотоэлемент напр жени , они недостаточно чувствительны не обеспечивают требующейс  точности измерений. Модул ци  светового потока при помощи обтюраторных дисков и заслонок - громоздка и малонадежна. Точность преобразователей такого типа тоже невелика.

Предложенное измерительное устройство дл  определени  взаимного перемещени  двух подвижных частей механизмов в отличие от известных обладает более высокой чувствительностью и точностью измерений . Достигаетс  это тем, что индикаторный растр устройства смгщаетс  относительно измерительного посредством электромагнитной системы, а также колеблетс  в плоскости растров, чем обеспечиваетс  сканирование световых полос относительно щелей диафрагмы, расположенной перед фотоэлементом.

№ 1426992

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема описываемого устройства; на фи. 2 показана зависимость фототока при относительном движении растров в пределах одного шага Т.

В устройстве применен способ модул пии при сканировании, обеспечивающий простоту, надежность действи  и большой относительный коэффициент модул ции светового потока.

Устройство состоит из узла осветител  /.с колеблюш.имс  растром, преобразующей растровой рещетки 2 и фото чейки 3 с фотоэлементом.

Узел осветител  содержит лампочку накаливани  или газосветную лампу 4, перед которой на .рамке 5 укреплена индикаторна  растрова  решетка 6. Рамка 5 приводитс  в колебательное состо ние под действием переменного магнитного пол , создаваемого при помош,и электромагнита 7, обмотка которого питаетс  переменным током.

Преобразующа  растрова  решетка 2 и индикаторна  6 представл ют собой стекл нные линейки с нанесенными на них светлы.ми и темпыми лини ми. Ширина светлых линий приблизительно равна (пирине темных.

Фото чепка 3 выполнена в виде светонепроницаемого корпуса, внутри которого помещен фотоэлемент 8. Перед фотоэлементом расположен экран со щел ми диафрагмы 9.

Преобразующа  и индикаторна  решетки, фото чейка и осветитель расположены таким образом, что возникающие в результате затемнени  светлых линий одного из растров темными лини ми другого растра муаровые полосы попадают на экран и измен ют световой поток, проход щий через щели диафрагмы на фотоэлемент. Передвижение одного растра относительно другого на один шаг соответствует полному циклу изменени  светового потока, проход щего через щели диафрагмы, т. е. полному циклу изменени  фототока в фотоэлементе.

На фиг. 2 показана зависимость фототока при относительио.м движении растров в пределах одного шага 7 муаровых полос.

Т:-. ,

где t - шаг растров;

Ф - угол пересечени  линий обоих растров.

Если в качестве перемещающихс  полос прин ты полосы света и

тени растрового оптического нониуса, то 7 t, где С - рассто ние между нитью источника света и экраном фото чейки; Л - рассто ние между растрами.

Работает измерительное устройство следующим образом.

При колебании решетки муаровые полосы или полосы растрового оптического нониуса колеблютс  относительно световых щелей экранз фото чейки. Если колебани  полос света происход т симметрично относительно линий, проход щих через оси симметрии световых щелей диафрагмы или середины промежутков между щел ми, то происходит удвоение частоты фототока в фотоэлементе по сравнению с частотой колебани  рамки (см. фиг. 2). Если размах колебаний укладываетс  на линейном участке световой характеристики растровой системы, то ток в фотоэлементе имеет синусоидальный характер такой же частоты, как и колебани  рамки. При перемещении полос относительно щелей на половину шага фаза тока в фотоэлементе мен етс  на 180°. Подава  напр жение, снимаемое с нагрузки фотоэлемента на фазочувствительный измерительный прибор, опорное напр жение в котором имеет такую же частоту, как и частота колебаний рамки, осуществл ют изме