SU1116309A1 - Фотоэлектрический датчик перемещений - Google Patents

Abstract

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЩЕНИЙ, содержащий оптическую систему формировани  двух пучков излучени , фотоприемник, выполненный общим дл  обоих пучков, и блок модул ции потоков излучени , отличающийс  тем, что, с целью повьшзеии  точности и производительности измерений, оптическа  система формировани  пучков выполнена в виде источника плоскопол ризованного излучени  и двулучепреломл ющего оптического элемента, оптически св занного с фотоприемником, а блок модул ции выполнен в виде  чейки Фараде  и установлен между источником излучени  и двулучепрег ломл ющим оптическим элементом.

Description

О 00

о со

Изобретение относитс  к измерительной технике и мсжет быть использовано дл  измерени  перемещений объектов, например, при контрол линейных размеров.

Известен оптический измеритель перемещений, содержащий излучатель (лазер), фотоприемник с входной диафрагмой , устройство индикации и дополнительный фотоприемник. Принцип действи  устройства основан на изменении интенсивности светового потока, обусловленного смещением луча осветител , отраженного от перемещающегос  объекта измерени  относительно входной щели фотоприемника lj .

Недостатками этого устройства  вл ютс  определение модул  отклонени  без определени  направлени , зависимость точности измерений от коэффициента отражени  и кривизны поверхности контролируемой детали. Использование посто нного светового потока снижает точность и помехоустойчивость измерений.

Наиболее близким техническим решенгем к изобретению  вл етс  фотэлектрический датчик перемещений, содержащий оптическую систему формировани  двух пучков улучшени , фотоприемник, выполненный общим дл  обоих пучков, и блок модул ции потоков излучени  23.

Недостатками данного устройства  вл ютс  низка  точность измерени  перемещений из-за нестабильности характеристик источников излзчени  и мала  производительность измерений вследствие невозможности применени  высоких частот модул ции ввиду инерционности источников излучени  .

Цель изобретени  - повышение точности и производительности измерени

Указанна  цель достигаетс  тем, что в фотоэлектрическом датчике перемещений , содержащем оптическую систему формировани  двух пучков излучени , фотоприемник, выполненный общим дл  обоих пучков, и блок модул ции потоков излучени , оптическа  система формировани  пучков выполнена в виде источника плоскопол ризованного излучени  и двулучепр ломл ющего оптического элемента, оптически св занного с фотоприемником , а блок модул ции выполнен в

виде  чейки Фараде  и установлен между источником излучени  и двулучепреломл ющим оптическим элементом.

На чертеже изображена схема фотоэлектрического датчика перемещений .

Фотоэлектрический датчик содержит источник 1 плоскопол ризованного излучени ,  чейку 2 Фараде , двулучепреломл ющий оптический элемент 3, фотоприемник 4. Объект 5 измерени  располагаетс  между двулучепреломл ющим оптическим элементом 3 и фотоприемником.

Датчик работает следующим образом

Источник формирует плоскопол ризованный параллельньй пучок излучени . Пучок направл етс  на  чейку 2 Фараде , котора  вращает плоскость пол ризации излучени  и задает закон изменени  плоскости пол ризации . При этом величина пучка не измен етс . Пучок, прошедший  чейку 2 Фарадей, падает на двулучепреломл ющий оптический элемент 3, где раздел етс  на два пучка со взаимно перпендикул рными плоскост ми пол ризации . Величина потоков, ориентаци  плоскостей пол ризации и пространственное разнесение двух пучков определ етс  ориентацией плоскости пол ризации луча, прошедшего  чейку 2 Фараде . Двулучепреломл ющий оптический элемент 3 раздел ет пучок на два, не измен   суммарного потока излучени . Изменение угла поворота плоскости пол ризации излучени   чейкой 2 Фараде  приводит к перераспределению энергии этого суммарного потока между двум  пучками. Таким образом , после двулучепреломл ющего элемента 3 формируютс  два пучка с противоположным и заданным законом изменени  величины их потоков, которые модулируютс   чейкой 2 Фараде 

При симметричном расположении объект I

5 измерени  относительно пучков, выход щих из элемента 3, он не вносит изменени  в баланс потоков двух лучей, т.е. изменение угла поворота плоскости пол ризации исходного пучка  чейкой 2 Фараде  не вли ет на величину суммарного потока излучени , падающего на фотоприемник 4. Последний преобразует суммарный поток излучени  в электрический сигнал . Смещение объекта 5 измерени  из начальных координат приводит к

31116309

различному изменению двух лучей,го сигнала, снимаемого с фотоприпадающих на фотоприемник 4. Это. емника 4, вы вл ет направление смеприводит к по влению переменной со-щени  объекта 5 измерени ,

ставл юп;ей суммарного потока, ве-Таким образом, предлагаемое устличииа которого определ етс  этим5 ройство позвол ет проводить измесмещением . Электрический сигнал, сни- рени  не в статическом, а в динамимаемый с фотоприемника 4 приобре-ческом режиме, упростить процесс

тает при этом переменную составл ю-контрол  ориентации составных часщую , амплитуда которой пропорцио-тей часовых колес, а также значинальна смещению объекта 5. Срав-tO тельно расширить диапазон частот

нение фаз сигнала, управл ющегомодул ции лучей, что увеличивает

 чейкой 2 Фараде  и электрическо-быстродействие измерени  и контрол .

Claims (1)

1. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий оптическую систему формирования двух пучков излучения, фотоприемник, выполненный общим для обоих пучков, и блок модуляции потоков излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, оптическая система формирования пучков выполнена в виде источника плоскополяризованного излучения и двулуцепреломляющего оптического элемента, оптически связанного с фотоприемником, а блок модуляции выполнен в виде ячейки Фарадея и установлен между· источником излучения и двулучепреломляющим оптическим элементом.

   SU .1116309