SU371422A1 - LINEAR DISPLACEMENT SENSOR - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам линейных перемендений, стро щихс  на принципе счета интерференционных муаровых полос.The invention relates to the field of instrumentation technology, in particular to sensors of linear variations, built on the principle of counting interference moire bands.

Известен датчик линейных перемещений, содержащий отражательную и прозрачную дифракционные решетки, коллиматор и приемник излучени . Световой пучок от входного отверсти  коллиматора проходит объектив, прозрачную дифракционную решетку и падает на отражательную решетку. Отразившись от последней, он вторично проходит те же оптические элементы в обратном направлении и собираетс  в фокальной плоскости коллиматора, где установлен приемник излучени .A linear displacement sensor is known, comprising reflective and transparent diffraction gratings, a collimator and a radiation detector. The light beam from the inlet of the collimator passes the lens, a transparent diffraction grating and falls on the reflective grating. Reflected from the latter, it again passes the same optical elements in the opposite direction and assembles in the focal plane of the collimator, where the radiation receiver is installed.

Известный датчик может выполн ть свои функции лишь при правильном относительном расположении указанных оптических элементов, из которых по крайней мере два необходимо снабжать юстировочными устройствами . Кроме ТОГО, дл  получени  полос ВЫСОКОГО контраста необходимо исключить отражение от незаштрихованной поверхности прозрачной решетки, что достигаетс  просветпением указанной поверхности или применением клиновидной заготовки дл  прозрачной решетки. В последнем случае величина клина The known sensor can perform its functions only with the correct relative positioning of the indicated optical elements, of which at least two must be equipped with adjusting devices. In addition to this, in order to obtain HIGH contrast bands, it is necessary to eliminate the reflection from the non-hatched surface of the transparent grid, which is achieved by an anti-reflection of the specified surface or by using a wedge-shaped blank for a transparent grid. In the latter case, the value of the wedge

ограничивает угловой размер источника света .limits the angular size of the light source.

Предлагаемый датчик отличаетс  от известного тем, что, он снабжен плоско-выпуклой линзой, на плоскую поверхность которой нанесена дифракционна  решетка. Это отличие упрощает конструкцию датчика. Юстировочными устройствами необходимо снабжать лищь один элемент датчика. Незащтрихованна  поверхность прозрачной решетки не дает сфокусированного изображени  источника, поэтому практически нет ограничений на угловой размер источника в направлении, параллельном штрихам решеток. Указанные преимущества достигаютс  благодар  тому, что датчик содержит лишь два главных оптических элемента: отражательную решетку и плоско-выпуклую линзу, служащую объективом коллиматора, на плоскую поверхность которой нанесена прозрачна  дифракционна  рещетка.The proposed sensor differs from the known one in that it is equipped with a plane-convex lens, on the flat surface of which a diffraction grating is applied. This difference simplifies the design of the sensor. Adjustment devices must be equipped with only one sensor element. The open surface of the transparent grate does not give a focused image of the source, so there are practically no restrictions on the angular size of the source in the direction parallel to the strokes of the gratings. These advantages are achieved due to the fact that the sensor contains only two main optical elements: a reflective grating and a plane-convex lens that serves as a collimator lens, on the flat surface of which a transparent diffraction grating is applied.

На чертеже показана оптическа  схема предлагаемого датчика.The drawing shows the optical layout of the proposed sensor.

Датчик содержит источник света /-малогабаритную ламну накаливани , плоско-выпуклую линзу 2 с прозрачной решеткой 3 на плоской поверхности, отражательную решетку 4, приемник излучени  5. При использовании двух и более приемников (реверсивныйThe sensor contains a light source / - compact incandescent lamina, a flat-convex lens 2 with a transparent grating 3 on a flat surface, a reflective grating 4, a radiation receiver 5. When using two or more receivers (reversing

счет полос) последние должны быть установлены на изображении муаровых полос за фокальной плоскостью линзы 2.band counting) the latter should be set on the image of moire lines behind the focal plane of lens 2.

Штрихи решеток параллельны, а измер емое перемещение перпендикул рно плоскости чертежа.The strokes of the gratings are parallel, and the movement measured is perpendicular to the plane of the drawing.

Датчик работает следующим образом.The sensor works as follows.

Лучи света от источника света проход т через линзу 2 с решеткой 5 и падают на решетку 4, св занную с измер емым перемещением . Отраженные от решетки 4 и прошедшие через линзу 2 лучи собираютс  в приемникеRays of light from a light source pass through lens 2 with a grid 5 and fall on the grid 4 associated with the measured movement. The rays reflected from the grating 4 and transmitted through the lens 2 are collected in the receiver

5, по сигналам с которого суд т об измер емом перемещении.5, according to the signals from which the measured displacement is judged.

Предмет изобретени Subject invention

Датчик линейных перемещений, содержащий источник света, прозрачную и отражательную дифракционные решетки, установленные в ходе световых лучей, и приемник излучени , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  датчика, он снабжен плоско-выпуклой линзой, на плоскую поверхность которой нанесена дифракционна  решетка.A linear displacement sensor comprising a light source, a transparent and reflective diffraction grating installed during light beams, and a radiation detector, characterized in that, in order to simplify the sensor, it is provided with a plano-convex lens, on a flat surface of which a diffraction grating is applied.