Opublikowano: 10.VII.1967 53484 KI. 42 b, 12/02 MKP G 01 b #M UHI CZYTELNIA AJ rzedu Patentowego frilsiiii hicnne?" t\ l? *.«! Twórca wynalazku: mgr inz. Wieslaw Niewczas Wlasciciel patentu: Instytut Lotnictwa, Warszawa (Polska) Czujnik fotoelektroniczny do pomiarów liniowych i Przedmiot wynalazku dotyczy czujnika foto- elektronicznego do pomiarów liniowych, zesta¬ wionego ze znanych elementów interferometru szeregowego, przeznaczonego do dokladnych po¬ miarów w isltosunkowo duzym zakresie pomiaro- 5 wym.Dotychczasowe czujniki do pomiaru zmian wiel¬ kosci liniowych maja na ogól male zakresy pomia¬ rowe i to tym mniejsze, im wieksza jest czulosc i dokladnosc czujnika. Fakt ten stwarza ogranicze- 10 nie stosowania ich tylko do -metod 'pomiarów po¬ równawczych, na przyklad przy zastosowaniu ply¬ tek Johansona. To samo dotyczy czujników, któ¬ rych budowa oparta jest na zjawiskach interfe¬ rencji swiatla z tym, ze dochodzi tu jeszcze 15 komplikacja obslugi z powodu ich latwego rozre¬ gulowania sie. Pracuja one najczesciej przy duzych róznicach dróg optycznych, co wymaga wybitnie monochromatycznego zródla swiatla i komplikuje budowe przyrzadu. Wszystkie te niedogodnosci 20 powoduja, ze czujniki interferencyjne do pomiarów liniowych znajduja zastosowanie glównie w labo¬ ratoriach.Czujnik wedlug wynalazku nie posiada wymie¬ nionych wad. Osiaga sie to w ten sposób, ze os 25 optyczna ukladu interferencyjnego plytki pólprze- puiszczalnej i klina optycznego zostala zalamana pod katem ostrym oraz pomiedzy plyitke i klin w bieg promieni swiatla zostalo wstawione zwier¬ ciadlo zwiazane na stale z .ruchomym trzpieniem 30 mierniczym. Poprzez takie ustawienie przystoso¬ wano interferometr szeregowy do pomiarów linio¬ wych w swietle odbitym.Ponadto, powierzchnie pólprzepuszczalne plytki i klina sa ustawione pod róznymi katami wzgle¬ dem osi optycznej dziejki czemu otrzymuje sie wzór interferencyjny, skladajacy sie z ciemnych i jasnych prazków, co umozliwia wykrywanie kie¬ runku zmian mierzonych wielkosci liniowych za pomoca znanego ukladu elektronicznego.Specjalne ustawienie elementów interferometru szeregowego podnosi dwukrotnie czulosc pomia¬ rowa, a jego regulacja pozostaje nadal bardzo prosta. Raz wyregulowany czujnik nie rozregulo- wywuje sie i zachowuje trwale sprawnosc mier¬ nicza. Nie wymaga stosowania metod porównaw¬ czych przy pomiarze, lecz podaje od razu gotowy wynik pomiaru. Czujnik posiada stosunkowo duzy zakres pomiarowy, bo ± 20 mm przy dokladnosci okolo + 0,5/* w calym zakresie oraz zdolnosc roz¬ rózniania kierunku zmiany mierzonej wielkosci.Czujnik wedlug wynalazku nie wymaga takze specjalnie fachowej obslugi i dzieki temu moze miec zastosowanie do szybkich pomiarów warszta¬ towych, szczególnie tam, gdzie trudno mierzyc rózne miarowo wielkosci; a co najwazniejisze, umozliwia automatyzacje pomiarów wraz z reje¬ stracja ich wartosci. Czujnik taki moze znalezc równiez zastosowanie w ukladach automatycznej regulacji. 53484» Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykla¬ dzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy czujnika, a fig. 2 — wzór interferencyjny.Jak pokazano na fig. 1, czujnik sklada sie z ukla¬ du oswietlajacego kondensorowo-kolimacyjnego 1, plasko-równoleglej plytki szklanej 2, ruchomego trzpienia mierniczego 3, ze zwierciadlem 4, ulozy- skowanego w lozysku pneumatycznym 5, klina optycznego 6, optycznego ukladu rzutujacego 7, tflzech fotodiod 8 i ukladu elektronicznego 9. Plyt¬ ka szklana 2 pokryta jest od strony zwierciadla 4 powloka pólprzepuszczalna 2a, natomiast klin optyczny 6 jest pokryty z obu stron powlokami polprzepuszczalnymi 6a i 6b.* Powloki pólprzepuszczakie 2a i 6a sa -ustawione pod róznymi katami wzgledem osi optycznej. Os optyczna ukladu interferencyjnego plytki szklanej 2 i klina optycznego 6 jest zalamana pod katem ostrym, a pomiedzy plytka szklana 2 i klin optycz¬ ny 6, w bieg promieni swiatla, jest wstawione zwierciadlo 4, zwiazane na stale z ruchomym trzpieniem mierniczym 5.Z ukladu oswietlajacego 1 pada na uklad inter¬ ferencyjny 2, 4 i 6 równolegla i koherentna wiazka swiatla monochromatycznego. W ukladzie tym na¬ stepuje rozdzielenie wiazki (miedzy innymi, w spo¬ sób pokazany na fig. 1 — linia ciagla i linia prze¬ rywana). Po przejsciu przez .uklad rzutujacy 7 wiazki te tworza w plaszczyznie diafragm foto¬ diod 8 wzór interferencyjny 10 (fig. 2), skladajacy sie z ciemnych i jasnych prazków. Niepotrzebne i szkodliwe tlo wzoru interferencyjnego 10 jest od niego oddzielane poprzez dzialanie klina optycz¬ nego 6.Ruch trzpienia mierniczego 3 powoduje zmiane dróg optycznych w ukladzie interferencyjnym i w konsekwencji ruch wzoru interferencyjnego 10.W ten sposób fotodiody 8 otrzymuja okreslona liczbe impulsów swietlnych, w zaleznosci od prze¬ suniecia trzpienia mierniczego 3. Jdden,' impuls odpowiada przesunieciu trzpienia mierniczego 3 o okolo 0,25 dlugosci fali swietlnej.Fotodiody 8 rozmieszczone sa w ten sposób, aby wykrywaly kierunek ruchu wzoru interferencyjne¬ go 10, a wiec kierunek ruchu 'trzpienia miernicze¬ go 3. Impulsy swietlne sa przetwarzane i zliczane przez uklad elektroniczny 9, który tez podaje wy¬ nik pomiaru w postaci cyfrowej. PL