SU517782A1 - Устройство дл измерени угловых и линейных перемещений - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к об ;асти контрольно-измерительной техники, а именно к конструкции устройств дл  измерени  угловых и линейных перемен:1ений.

Известно устройство дл  измерени  угловых и линейных перемещений, содержащее осветитель , задающий лимб с нанесенной на нем радиальной рещеткой н св занный с системой грубого отсчета, аналогичную комиенсационную решетку, закрепленную на  коре электромагнитного вибратора, фотоэлемент и блок преобразовани  сигналов 1.

Основным недостатком зтого устройства  вл етс  нестабильность положени  центра сканировани  вибратора с укрепленной на нем решеткой и, как следствие этого, невысока  точность измерений.

Известно также устройство аналогичного назначени , содержащее осветитель, св занную с контролируемым объектом н системой грубого отсчета задающую решетку и св занную с системой точного отсчета компенсационную рещетку. Ренеткн наложены друг на друга с помощью проекционной (оптнческой) системы 2. В качестве задающей решетки используют лимб с двум  р дами радиальных щтрихов, сдвинутых относительно Д;эуг друга, а в качестве комнеисацнонной - второй лимб со спиральными штрихами.

Это устройство  вл етс  наиболее близким

из известных устроисгв к описываемому устройству .

Недостаток известного устройства заключаетс  в том, что изменение световых потоков в ветв5;х проекционной системы, например, за счет неравномерности освещени , либо за счет погрешностей лимба с компенсационной рещеткой , приводит к значительным погрешност м измерений угловых или линейных перемещений .

В предложенном устройстве компенсационна  решетка выполнена пол ризационно-интерференционной , содержащей последозательно установленные неподвижный пол ризатор, составл ющий угол 45° с плоскостью пропускани  пол ризатора двулучепреломл ющий элемент с анизотропией, переменной в направлении движени  задающей решетки, модул тор , составл  ощую угол 45° с оптическими ос ми двулучепреломл ющего элемента четвертьволнозую пластинку и вращающийс  пол .ризатор. Така  конструкци  позвол ет повысить точность измерени  линейных и угловых перемещений.

На фиг. I изображена структурна  схема устройства дл  угловых перемещений; на фиг. 2 - схема устройства дл  измерени  линейных перемещений.

Claims (1)

1. Устройство содержит осветитель, состо щий нз источника 1 света, конденсора 2, диафрагМЫ 3, объектива 4 и интерференционного фильтра 5, задающую решетку 6, выполненную , например, в виде радиальных непрозрачных штрихов, нанесенных на прозрачный лимб, и компенсационную пол ризационно-интерференционную решетку. Компенсационна  решетка содержит последовательно установленные неподвижный пол ризатор 7, двулучепреломл юш,ий элемент 8 с анизотронией, переменной в направлении движени  задающей решетки 6, модул тор 9 состо ни  пол ризации, четвертьволновую пластину 10 и вращающийс  пол ризатор И. Двулученреломл ющий элемент 8 ориентирован так, что его оптические оси составл ют углы 45° с плоскостью пропускани  пол ризатора 7. Модул тор 9 подключен к генератору 12 переменного напр л енн . Наведенные электрическим нолем оси модул тора 9 совпадают с ос ми двулучеиреломл ЕОщего элемента 8. Элемент 8 находитс  в фональной плоскости проекционной системы iS, с помощью которой изображение компенсационно-интерференционной решетки переноситс  в плоскость задающей решетки 6 таким образом, что шаги штрихов задающей и компенсационной решетки равна между собой (уменьшение). Элементами след щей системы устройства  вл ютс  фотоприемник 14, избирательный усилитель 15, настроенный на частоту генератора 12, фазовый детектор 16, электронный модул тор 17, усилитель мощности 18 и реверсивиый двигатель 19. Задающа  решетка 6 св зана с контролируемым объектом и системой 20 грубого отсчета, а вращающийс  пол ризатор И св зан с системой 21 точного отсчета . Дл  устранени  вли ни  эксцентриситета лимба задающей решетки на точность измерени  угловых перемещений компенсационна  рещетка одновременно проектируетс  на два диаметрально противоиоложных участка штрихов решетки 6, дл  чего на пути пучка установлен делитель 22 света и призмы 23-27. Устройство работает следующим образом. Сформированный осветителем параллельный монохроматический пучок света направл етс  на вращающийс  пол ризатор 11 и на его выходе становитс  плоскопол ризованньш с переменным азимутом нлоскости пол ризации . После прохождени  четвертьволновой пластины 10 состо ние пол ризации пучка света изменитс . При этом азимут преимущественной пол ризации будет совпадать с направлением «быстрой оси () и не будет зависеть от угла иоворота в пол ризатора И, а разиость фаз Д между обыкновенными и необыкновенными лучами будет находитьс  в линейной зависимости от угла новорота пол ризатора 11 (). После прохождеии  пучка света с такой пол ризацией через двулучепреломл ющий элемент 8 и неподвижный пол ризатор 7 в плоскости элемента 8 образуютс , например, вертикальные интерференционные полосы, местоположение которых линейно завислт от угла поворота иол pH i .iTopa 11. Модул тор 9, возбужда сь генератором 12, создает дополнительный небольшой сдвиг фаз (пор дка 0,05.2л; радиан), что приводит к дополнительному небольшому смещению интенференционных полос компенсационной иол ризационно-интерференционной решетки с частотой изменени  напр жени  генератора 12. Созданна  таким образом пол ризационно-интерференционна  решетка проектируетс  на лимб решетки 6 в двух диаметрально противоноло}кных местах. После решетки 6 оба пучка с помощью призм 24, 25, 26 одновременно воспринимаютс  фотонриемником 14. В согласованном положении, когда интерференционные темные нолосы наход тс  между штрихами решсткн 6 в цепи фотоприемника 14 нротекает миннмальный ток, который не усиливаетс  усилителем 15 и двигатель 19 не вращаетс . При неремещении решеток 6 согласованное положение решеток нарушаетс , в цепи фотоприемника 14 но вл етс  сигнал, величина и фаза которого завис т от величины и направлени  рассогласовани  в пределах шага решетки . Этот сигнал через блоки след щей системы поступает на двигатель 19, который доворачивает пол ризатор 11 в согласованное положение. Системы отсчета позвол ют с большой точностью зафиксировать угол поворота пол ризатора. Благодар  тому, что между двулучепреломл ющим элемеитом и задающей рещеткой нет никаких механически подвижных элементов, а также из-за того, что в устройстве использован высокоэффективный модул ционный метод при нахождении согласованного положени  решеток, точностные характеристики данного устройства значительно выше, чем у аналогичных известных устройств. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  угловых и линейных перемещений, содержащее осветитель, св занную с контролнруемым объектом и системой грубого отсчета задающую и св занную с системой тонкого отсчета комиенсационную решетки, наложенные друг на друга с помощью оптической системы, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  линейных и угловых перемещений, компенсационна  решетка выполнена пол риационно-ннтерференционной , содержашей поледовательно установленные неподвил.иый ол ризатор, составл ющий угол 45° с плокостью пропускани  пол ризатора двулучереломл ющий элемент с анизотропией, переменной в направлении движени  задающей реетки , модул тор, составл ющую угол 45° с птическими ос ми двулучепреломл ющего .чемелта четвертьволиовую пластинку и враающийс  пол ризатор.

   /J 23

   18

   ГУ

   19 8 10 1