SU422946A1 - Фотоэлектрическое устройство для измерения линейных перемещений - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к фотоэлектрическим системам и предназначено дл  точного измерени  линейных перемещений, например, в инструментальных микроскопах, проекторах, а также в отсчетных устройствах станков.

Известно фотоэлектрическое устройство дл  измерени  линейных перемещений, содержащее осветитель с конд.енсором, растровую щкалу, оптическую систему, фотоприемники дл  получени  отсчетных электрических сигналов и электронную схему обработки этих сигналов.

Оптическа  система предназначена дл  совмещени  изображени  щтрихов щкалы с продолжением самих же щтрихов в пределах одного и того же участка щкалы и содержит две разделительные призмы, одну отражающую призму, линзы и три канала с объективом в каждом канале.

Два объектива имеют специальную подвижку дл  получени  необходимого сдвига по фазе .

Недостатком таких устройств  вл етс  сложность конструкции и юстировки.

Предлагаемое устройство отличаетс  от известных тем, что оно снабжено разделительным приспособлением, расположенным в плоскости изображени  щтрихов растровой щкалы и дел щим это изображение на две части , взаимно сдвинутые на 1/4 щага. Разделительное приспособление выполнено в виде двух плоскопараллельпых пластин, скрепленных онтнческим контактом нод углом, обеспечивающим сдвнг частей на 1/4 щага. Такое выполнение упрощает конструкцию и юстировку устройства.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого фотоэлектрического устройства; на фиг. 2 - конструкци  разделительного приспособлени ; на фиг. 3, 4 - картины совмещени  изображени  щтрихов с плоскостью штрихов шкалы.

Фотоэлектрическое устройство содержит осветитель 1, конденсор 2, растровую шкалу 3,

оптическую систему, состо ндую из двух объективов 4, отклон юн-1ую призму 5, разделительную призму 6, разделительное нриснособпение 7, линзы 8 и 9, ромбические призмы 10, 11, фотонриемннки 12 дл  получени  отсчетных электрических сигналов, фотоэлемент 3, выдающий электрический сигнал дл  автоматической стабилизации общего светового нотока, и электронную схему обработки этих сигналов (не показана). На фиг. 1 детали 7 и

10 новернуты на 90°.

Устройство работает следуюпд,нм образом. Освещаема  источником света (осветителем 1) часть щтрихов (примерно половина их длины) растровой П1калы 3 (на фиг. 3 эта

часть обозначена цифрой I) через призмы 11,

6 и 5 проектируетс  объективами 4 на продолжение штрихов того же участка растровой шкалы (на фиг. 4 они обозначены цифрами II и III). Разделительна  призма 6 служит дл  выделени  части обш,его светового нотока, подаваемого на фотоэлемент 13, который, выдава  электрический сигнал через обратную св зь, стабилизирует величину общего светового потока, исход ш,его от осветител . Разделительное приспособление 7 предназначено дл  разделени  изображени  пол , даваемого объективами 4, на две одинаковые части, сдвинутые одна относительно другой на 1/4 шага.

Тем самым электрические сигналы, снимаемые с фотоприемников 12, сдвинуты по фазе на 90°, что обеспечивает реверсивный отсчет величины перемеш,ени .

Разделительное приспособление (фиг. 2) состоит из двух плоскопараллельных пластин, соединенных между собой оптическим контактом так, что образуют определенный угол между нормал ми к своим плоскост м. Толш ,ина и угол взаимного наклона пластин подбираютс  таким образом, чтобы одна половина изображаемого пол  оказалась смещенной относительно другой половины пол  на 1/4 шага (фиг. 4). Смещение световых пучков, даваемое одной наклонной пластинкой при небольшой величине наклона, определ етс  по известной формуле

- I -1 1 -

п

где ai - смеш,ение пучков; di - толщина пластины; ii - угол наклона пластины; п -показатель преломлени  стекла нластины .

Соответственно втора  пластина даст сме щение

, . и -1

ttf ajjj .

п

Общее взаимное смещение пучков при одинаковой толщине обеих пластин, изготовленных из одинакового сорта стекла

(i, + /2) -- ,

 вл етс  величиной носто нпой, независимой от небольших наклонов всего нриспособлени . Точно изготовленное такое приспособление автоматически создает необходимый сдвиг по

фазе и делает излишним юстировочные подвижки объективов 4. Кроме того, оно обеспечивает посто нство этого сдвига независимо от растройства положени  объектива. Так как небольшие наклоны и сдвиги приспособлени 

не вызывают никаких растройств по фазе, то система в этом отношении  вл етс  нерастраиваемой .

При перемещении растровой шкалы изображени  освещенной части щтрихов, проектируемые объективами на продолжение щтрихов того же участка растровой шкалы, движутс  навстречу самим штрихам и периодически открывают доступ световому потоку па фотоприемники дл  получени  отсчетных электрических сигналов, через усилитель и электронную схему обработки сигналов поступают на отсчетное устройство прибора.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Фотоэлектрическое устройство дл  измерени  линейных перемещений, содержащее осветитель с конденсором, растровую шкалу, оптическую систему, состо щую из призм, линз и объективов, фотоприемники дл  получени  отсчетных электрических сигналов и электронную схему обработки этих сигналов, отличаю шее с   тем, что, с целью унрощени  конструкции и юстировки устройства, оно снабжено разделительным приспособлением, расположенным в плоскости изображени  штрихов растровой шкалы и дел щим это изображение на две части, взаимно сдвинутые на 1/4 щага.

2.Фотоэлектрическое устройство по п. 1, отличающеес  тем, что разделительное

приспособление выполнено в виде двух плоскопараллельных пластин, скрепленных оптическим контактом под углом, обеспечивающим сдвиг частей на 1/4 шага.

1} 6

д 9 ij

Фиг i

fui I

i i.

Т

i

Фиг.З