SU1427169A1 - Датчик перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частностк к оп- TOBonoKOHHbw датчикам. Целью изобретени   вл етс  расширенно диапазона контролируемых перемещений и увеличение точности измерений. Она дости

Description

СП

с

J

o --1

ч Л.

О

ко

1/42

fnoTCH уполичеиисм уропи  оптического сигнала, поступающего от объекта. Излучатель 16 с помощью светоделител  10 и объектива 11 равномерно возбуждает световоды 5, которые объединены в группы 6,7,8,9, смещенные друг относительно друга на Т/4. Отдельные световоды в группах также сдвинуты относительно друг друга на Т. Свет, пройд  световоды, отражаетс  от отражател  1, св занного с объектом. При перемещении объекта 4 фокальна  плоскость линзы 3 последовательно пересекает торцы световодов. По мере приближени  фокальной плоскости линзы 3 к торцу световода дол  све1

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к оптовопо- коиным датчикам, и может быть использовано в качестве концевого сит нали- затора и датчика перемещений в робото техн1гке.

Цель изобретени  - расширение диапазона контролируемых перемещений и. увеличение точности измерений путем увеличени  уропн  оптического сигнала , поступающего от объекта перемещений .

На чертеже изображена схема датчика перемещений.

Датчик содержит отражатель 1, выполненный в виде последовательно расположенных триппель-призмы 2 и линзы 3, механически св занных с объектом 4 перемещений. Волоконные свето- воды 5 объединены в группы 6-9, тор- lyj световодов которьгх оптически сопр жены светоделителем 10 и -объективом 11 соответственно с фотоприемниками 12-15. Излучатель 16 объективом 11 и светоделителем 10 оптически св зан со световодами 5. В каждой группе 6-9 торцы волоконных световодов 5, лежащие против отражател  1, сдвинуты с посто нным шагом Т один относи- тельно другого вдоль опт1гческой оси. Груптт. 6-9 на тех х:- концах имеют сппиг ма Т/4 одна относительно другой .

9

товой эмергш, позвращающейс  по нему к объективу 1 1, увеличипаето. , достига  максимума в момент совпадени  фокальной плоскости с торцом световода . На фотоприемниках, которые св заны каждый со своей группой световодов , возникают сигналы с пространственным периодом Т и сдвинутые относительно друг друга на Т/4. Наличие таких сигналов позвол ет, использу  известные съемы интерпол торов,добитьс  увеличени  точности до Т/4, Т/8. Увеличение числа волокон в группах приводит к увеличению диапазона измерений в п раз, где п - число волокон в группе. 1 ил.

Устройство работает следующим образом .

Излучатель 16 с помощью объектива 11 равномерно возбуждает световоды 5. Сеет распростран етс  по световодам 5, достигает их концов и выводитс . Лкиза 3 формирует изображение торцов световодов 5 сначала в ходе лучей от концов световодов 5, а затем в ходе отраженных триппель- призмой 2 лучей. При этом, если фокальна  плоскость линзы 3 не совпадает ни с одним из торцов световодов 5 светова  знерги  практически рассеиваетс , не попада  в световоды 5.При перемещении объекта 4 фокальна  плоскость линзы 3 наплывает на концы световодов 5, последовательно пересека  их. торцы. По мере приближени  фокальной плоскости линзы 3 к торцу световода 5 дол  световой энергии, возвращак дейс  по нему к объективу 11 увеличиваетс , достига  максимума в момент совпадени  фокальной плоскости с торцом. В этот момент изображение торца световода 5 совпадает с самим торцом и больша  часть энергии, излученна  световодом, возвращаетс  обратно. Так как волоконные световоды группы 6-9 оптически сопр жены с фотоприемниками 12-15 соотпетствен- но, при перемещении объекта 4 на

топриемниках возникают сигналы с пространственным периодом Т и сдвинутые один относительно другого на Т/4.

Наличие таких сигналов позвол ет сформировать квадратурные сигналы

(т.е. сдвинутые по фазе на П/2), включив фотоприемники попарно через один, т.е. 12 с 14 и 13 с 15 по балансной схеме.

Шаг Т в группах выбираетс  в зависимости от требуемой точности измерений . Лп  получени  квазисинусоидального сигната он выбираетс  в пределах от 1 до 5 диаметров световодов. В этом случае при обработке сигналов легко реализуетс  формирование 4,8,а при использовании интерпол торов и большего числа :четных импульсов на периоде Т, т.е. разрешение датчика достигает Т/4, Т/8 и менее.

Расширение диапазона измерений достигаетс  за счет сг.вига с шагом Т концов световодов в группах из N волокон . При этом диапазон измерени  становитс  равным Т N.

27169

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Датчик перемещений, содержапргА последовательно расположенные излучатель , волоконные световоды и фотоприемник , отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона контролируемых перемещений и увеличени  точности измерений, он снабжен отражателем, состо щим из трип- пель-призмы и объектива, оптически св занньи со световодами и предназначенным дл  св зи с объектом, дополнительными фотоприемниками и последовательно расположенными светоделитег

   to

   15

   лем, и объективом, оптически св зон- ным с другими концами световодов, объединенных в группы, число которых равно числу фотоприемников и которые смещены иа конце, обращенном к отражателю, друг относительно друга на рассто ние Т/4 вдоль оптической оси отражател , а световоды в группах смещены относительно друг друга на рассто ние Т в том же направлении , каддый фотоприемник оптически св зан с соответствукщей группой световодов через светоделитель и объектив .