RU2055310C1

RU2055310C1 - Device for measurement displacement

Info

Publication number: RU2055310C1
Authority: RU
Inventors: М.Л. Хейфец; С.Г. Волянский
Original assignee: Производственное объединение "Новосибирский приборостроительный завод"
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1996-02-27

Abstract

FIELD: instrumentation engineering. SUBSTANCE: device has light source and fixed measuring scale; device is also provided with coordinate sensitive photo detector with cross-line screen on its surface which is optically connected with measuring scale. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для прецизионных измерений линейных и угловых величин. The invention relates to instrumentation and can be used for precision measurements of linear and angular quantities.

Известно устройство, состоящее из источника света, измерительной шкалы, состоящей из серии прозрачных интервалов одинаковой ширины и равномерно расположенных, устройства считывания положения, перемещающего вдоль шкалы, которая располагается на неподвижном элементе параллельно траектории подвижного элемента с определяемым положением. Шкала отметок положения состоит из серии прозрачных интервалов одинаковой ширины, разделенных непрозрачными интервалами. Устройство считывания положения состоит из детектора света и маски, на которой расположена серия идентичных щелей, разделенных одинаковыми интервалами. При этом шкала отметок положения оптически связана с перемещающейся маской устройства считывания положений [1]
Устройство считывания положения представляет собой две детали детектор света и маску, которые требуют взаимной юстировки и одновременно должны быть отъюстированы относительно неподвижной шкалы.A device is known consisting of a light source, a measuring scale, consisting of a series of transparent intervals of the same width and evenly spaced, a position sensing device moving along a scale that is located on a fixed element parallel to the trajectory of the moving element with a defined position. The position marker scale consists of a series of transparent intervals of the same width, separated by opaque intervals. The position reading device consists of a light detector and a mask, on which a series of identical slots is located, separated by identical intervals. Moreover, the scale of the position marks is optically connected with the moving mask of the position reading device [1]
The position reading device consists of two parts: a light detector and a mask, which require mutual alignment and at the same time must be aligned relative to the fixed scale.

Наиболее близким техническим решением является устройство координатного перемещения, включающее две взаимно перпендикулярные каретки, на первой из которых в направляющих, параллельных направляющим второй каретки, установлен столик, кинематически связанный со второй кареткой, фотоэлектрические датчики положения, соединенные с блоком управления, выполненные в виде фотоприемников, осветителей подвижных и индикаторных шкал. Подвижные шкалы выполнены в виде двух взаимно перпендикулярных растровых структур, нанесенных на общую основу, закрепленную на столике, причем растровая структура для первой координаты имеет растры, оптически связанные с соответствующей индикаторной шкалой, прикрепленной к первой каретке, а растровая структура второй координаты имеет растры, оптически связанные с соответствующей индикаторной шкалой, прикрепленной к основанию [2]
При такой конструкции устройства для обеспечения его нормальной работы необходимо обеспечить юстировку подвижных и индикаторных шкал, фотоприемника и осветителя.The closest technical solution is a coordinate displacement device, including two mutually perpendicular carriages, on the first of which in the guides parallel to the guides of the second carriage there is a table kinematically connected to the second carriage, photoelectric position sensors connected to the control unit, made in the form of photodetectors, illuminators of movable and indicator scales. The movable scales are made in the form of two mutually perpendicular raster structures deposited on a common base mounted on a table, the raster structure for the first coordinate having rasters optically connected to the corresponding indicator scale attached to the first carriage, and the raster structure of the second coordinate has rasters optically associated with an appropriate indicator scale attached to the base [2]
With this design of the device to ensure its normal operation, it is necessary to ensure the alignment of the movable and indicator scales, photodetector and illuminator.

Цель изобретения упрощение конструкции, повышение технологичности, уменьшение габаритных размеров, веса устройства и снижение трудоемкости изготовления. The purpose of the invention is to simplify the design, improve manufacturability, reduce the overall dimensions, weight of the device and reduce the complexity of manufacturing.

Цель достигается тем, что в устройство, состоящее из источника света и неподвижной шкалы, введен координатно-чувствительный фотоприемник с нанесенной на его поверхность растровой сеткой. При этом фотоприемник совмещает функции индикаторной шкалы и детектора света, что позволяет отказаться от использования индикаторной растровой шкалы в виде отдельной детали. The goal is achieved by the fact that a coordinate-sensitive photodetector with a raster grid deposited on its surface is introduced into a device consisting of a light source and a fixed scale. At the same time, the photodetector combines the functions of an indicator scale and a light detector, which eliminates the use of an indicator raster scale as a separate part.

На фиг.1 представлена кинематическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 график изменения фототока. Figure 1 presents the kinematic diagram of the proposed device; figure 2 graph of the change in photocurrent.

Устройство изменения перемещений включает осветитель 1, кинематически связанный с координатно-чувствительным фотоприемником 2, растровая сетка которого оптически связана с измерительной шкалой 3. The device for changing movements includes a lighter 1, kinematically connected with a coordinate-sensitive photodetector 2, the raster grid of which is optically connected with a measuring scale 3.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Осветитель 1 и кинематически связанный с ним координатно-чувствительный фотоприемник 2 перемещаются относительно измерительной шкалы 3. The lighter 1 and the kinematically associated coordinate-sensitive photodetector 2 are moved relative to the measuring scale 3.

При этом в зависимости от положения измерительной шкалы относительно фотоприемника происходит циклическое изменение площади засветки участков фотоприемника, чувствительных к световому излучению, и, следовательно, изменение фототока I_ф, а на фотоприемнике формируется циклический сигнал I_ф, изменяющийся в зависимости от положения фотоприемника относительно измерительной шкалы (фиг.2), который поступает на отсчетное устройство.In this case, depending on the position of the measuring scale relative to the photodetector, a cyclical change in the area of illumination of the sections of the photodetector sensitive to light radiation occurs, and therefore, the photocurrent I _f changes, and a cyclic signal I _f is formed on the photodetector, depending on the position of the photodetector relative to the measuring scale (figure 2), which is supplied to the reading device.

Claims

A device for measuring displacement, containing a illuminator, a fixed scale and a photodetector, characterized in that a coordinate-sensitive photodetector is used as a photodetector, on the surface of which a raster grid optically coupled to a fixed scale is applied.