SU1450761A3 - Устройство дл измерени относительных перемещений двух объектов - Google Patents
Устройство дл измерени относительных перемещений двух объектов Download PDFInfo
- Publication number
- SU1450761A3 SU1450761A3 SU843767323A SU3767323A SU1450761A3 SU 1450761 A3 SU1450761 A3 SU 1450761A3 SU 843767323 A SU843767323 A SU 843767323A SU 3767323 A SU3767323 A SU 3767323A SU 1450761 A3 SU1450761 A3 SU 1450761A3
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- transparent
- lattice
- grating
- reflective
- optical
- Prior art date
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 101150025129 POP1 gene Proteins 0.000 claims 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 abstract 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/38—Forming the light into pulses by diffraction gratings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Medicines Containing Plant Substances (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и.предназначено -дл измерени перемещений. Цель изобретени - повышение разрешающей способности за счет использо- вани мелких дифракционных решеток с шагом 40 мм. При освещении прозрачной и отражательной решеток световым пучком происходит взаимодействие изображени прозрачной решетки с отражательной решеткой, что. приводит к образованию интер ференционной картины, детектированию .интерференционной картины и получению соответствующих выходных сиунат лов, несущих информацию об относительном перемещении двух элементов. Это обеспечиваетс фазоным смеще- : нием или сдвигом выходных сигналов вследствие того, что оптическа длина пути при прохождении света от прозрачной.решетки к отражательной отлична от длины пути при обратном прохождении света от отражательной решетки к прозрачной. Это происходит благодар тому, что свет в пр мом и обратном направлени х проходит через разные толщины материала, показатель преломлени которого от- личен от показател преломлени окружающей среды. При этом прозрачна решетка предпочтительно имеет ступенчатый профиль с пр моугольньми ступен ми одинаковой, высоты, что создает прозрачную -.решетку монотонно возрастающей толщины. Высота каж- дой ступени ступенчатой прозрачной решетки определ ет сдвиг фазы, который не зависит от рассто ни между решетками. 5 з.п. ф-лы, 3 ил. § СУ) с СП 05
Description
О
Изобретение относитс к измерительной технике, к устройствам дл измерени относительных перемещений основанным на использовании интер- ференционных муаровых полос, по которым .-можно измер ть линейные и угловые перемещени .
Цель изобретени - повышение разрешающей способности за счет ис-. пользовани дифракционных решеток с шагом 40 мм.
На фиг. 1 изображена оптическа схема устройства; на фиг. 2 - схема прозрачной и отражательной решеток, на фиг. 3 - оптическа схема устройства , вариант.
Устройство содержит источник 1 оптического излучени и последовательно установленные по ходу излучени коллимирующую линзу 2, прозраную решетку 3, скрепл емую с одним из объектов, выполненную из материала с показателем преломлени , отличным от показател преломлени среды, имеющую монотонно измен ющуюс Оптическую толщину, и стрца- жательную масштабную рещетку 4, скрепл емую с другим объектом, три детектора 5-7, расположенных со стороны источника 1 фокальной плоскости линзы 2 в зоне формировани нулевого пор дка и положительного и отрицательного первых пор дков дифракционного изображени соответствено . Прозрачна рещетка 3 ориентирована так, что оптические длины путей света в направлении от прозрачной решетки 3 к отражательной решетке 4 и от отражательной решетки 4 к прозрачной различны.
Кроме того, решетка 3 может имет монотонно возрастающую оптическую толщину, выполнена со ступенчатым профилем и установлена так, что ее профиль обращен к отражательной решетке 4 штрихи которой вьшолне- ны в виде канавок пр моугольной формы , а устройство снабжено оптическим элементом, установленным между прозрачной З- и отражательной 4 решетками.и имеющим монотонно увеличивающуюс оптическую.толщину и ступенчатьш профиль, ступеньки которого имеют одинаковую высоту и ширину.
Устройство работает следующим образом .
При -освещении прозрачной 3 и отражательной 4 решеток световым пучком от источника- 1 оптического излучени изображение прозрачной решетки 3, скрепл емой с объектом, взаимодействует с отражательной решеткой 4, что приводит к образованию интерференционной картины. Вследствие того,что оптическа длина пути при прохождении света от прозрачной решетки 3 к отражательной отлична от длины пути при обратном прохождении света от отражательной решетки 4 к прозрачной из-за того, что свет проходит через разные толщины материала,
показатель преломлени .которых отличен от показател преломлени окружающей среды, . происходит фазовое сме
щение или сдвиг выходных сигналов, регистрируемых фотодете кторамЦ 5-7, установленными в фокальной плоскости линзы 2 в зоне формировани нулевого пор дка и положительного и отрицательного первых пор дков дифракционного изображени соответственно. Эти сигналы несут информацию об от- .носительном перемещениц двух объектов .
Различные оптические пути достигают с помощью ступенчатого профил прозрачной решетки 3. В другом варианте прозрачна решетка обычна, а элемент с шаговым профилем помещаетс между прозрачной 3 и о-тража- . тельной 4 решетками и служит дл получени необходимой разности оптической длины пути.
Высота шага профильной прозрачной решетки 3 определ ет фазовое смещение выходных Сигналов. Предпочтительно она должна быть такой, чтобы обеспечить сдвиг фазы на 120 . В предпочтительном варианте проз-
рачна решетка 3 имеет пр моугольный профиль. Она должна об.еспечивать максимальное пропускание света и максимальный-контраст полос в первом дифракционном пор дке.
Отражательна решетка должна обладать 100-процентным отражением и предпочтительно изготавливаетс из прочного и долговечного материала . Профиль канавок пр моугольный. В практическом варианте компоненты 1-3 и 5-7 должны находитьс на счи- тьшающей головке, подвижной относи- тельнр отражательной штриховой решетки 4, Выходные сигналы с фотодетекторов 5-7 характеризуют в этом :Случае величину и направление пере- мещени считывающей головки относительно ; неподвижной решетки 4. Таким образом, линейные и угловые относительные перемещени объектов могут быть измерены.
Claims (5)
1. Устройство дл измерени отно сительных перемещений двух объектов содержащее источник оптического излучени и последовательно установленные по ходу излучени коллими- рующую линзу, прозрачную решетку, скрепл емую с одним из объектов, и отражательную масштабную решетку, скрепл емую с другим объектом, и три детектора, расположенных со стороны источника в фокальной плоскости линзы в зоне формировани нулевого пор дка и положительного и отрицательного первых пор дков дифракционного изображени соответственно ., .отличающеес тем, что, с целью повьщ1ени разрешающей способности, прозрачна решетка выполнена из материала с показателем преломлени , отличным от показател преломлени среды, имеет монотонно измен ющуюс оптиче45076
скую толщину и ориентирована так, что оптические длин пут;ей света в направлении от прозрачной решетки к g отражательной решетке и от отражательной решетки к прозрачной различны .
2.Устройство поп 1, отли- чающеес тем, что прозрач10 на решетка имеет-монотонно возрастающую оптическую толщину.
3.Устройство по пп. 1-2, о т сличающеес тем, что прозрачна решетка выполнена со ступен- 15 чатым профилем и установлена так,
что ее профиль обращен к отражательной решетке.
4.Устройство по п. 1, о т л и - чающеес тем, что оно снабг
20 жено оптическим элементом, установленным между прозрачной и отражатйль- ной решетками и имеющим монотонно увеличивающуюс оп тическую толщину и ступенчатый профиль.
25
5.Устройство по пп. 3-4, отличающеес тем, что все ступеньки.профил имеют одинаковую высоту и ширину 1-5.
6,Устройство по пп. 1-5, отличающеес тем, что штрихи отражательной решетки выполнены в виде канавок пр моугольной формы.
Фаг.1
аг, J
r
Wui,i
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB838320629A GB8320629D0 (en) | 1983-07-30 | 1983-07-30 | Displacement measuring apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1450761A3 true SU1450761A3 (ru) | 1989-01-07 |
Family
ID=10546582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU843767323A SU1450761A3 (ru) | 1983-07-30 | 1984-07-27 | Устройство дл измерени относительных перемещений двух объектов |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4636076A (ru) |
| EP (1) | EP0132978B1 (ru) |
| JP (2) | JPS60130534A (ru) |
| KR (1) | KR890002805B1 (ru) |
| AT (1) | ATE37614T1 (ru) |
| BR (1) | BR8403768A (ru) |
| DE (1) | DE3474362D1 (ru) |
| ES (1) | ES8601460A1 (ru) |
| GB (1) | GB8320629D0 (ru) |
| SU (1) | SU1450761A3 (ru) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6117016A (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-25 | Okuma Mach Works Ltd | 平均化回折モアレ位置検出器 |
| DE3543179A1 (de) * | 1985-12-06 | 1987-06-11 | Philips Patentverwaltung | Optischer weg-sensor mit einem filter |
| GB2194042A (en) * | 1986-08-14 | 1988-02-24 | Bicc Plc | Displacement measurement |
| US5064290A (en) * | 1987-12-12 | 1991-11-12 | Renishaw Plc | Opto-electronic scale-reading apparatus wherein phase-separated secondary orders of diffraction are generated |
| GB8729246D0 (en) * | 1987-12-15 | 1988-01-27 | Renishaw Plc | Opto-electronic scale-reading apparatus |
| US4943716A (en) * | 1988-01-22 | 1990-07-24 | Mitutoyo Corporation | Diffraction-type optical encoder with improved detection signal insensitivity to optical grating gap variations |
| DE3825475A1 (de) * | 1988-07-27 | 1990-02-01 | Bodenseewerk Geraetetech | Optischer lagegeber |
| GB8903725D0 (en) * | 1989-02-18 | 1989-04-05 | Cambridge Consultants | Coherent tracking sensor |
| DE4006365A1 (de) * | 1990-03-01 | 1991-10-17 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Positionsmesseinrichtung |
| DE9007559U1 (ru) * | 1990-03-13 | 1992-09-24 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut, De | |
| ATE100194T1 (de) * | 1990-10-20 | 1994-01-15 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Interferentielle messeinrichtung fuer wenigstens eine messrichtung. |
| GB9022969D0 (en) * | 1990-10-23 | 1990-12-05 | Rosemount Ltd | Displacement measurement apparatus |
| DE59203396D1 (de) * | 1992-07-18 | 1995-09-28 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Optische Vorrichtung. |
| GB9424969D0 (en) * | 1994-12-10 | 1995-02-08 | Renishaw Plc | Opto-electronic scale reading apparatus |
| DE19525874A1 (de) * | 1995-07-15 | 1997-01-16 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Positionsmeßvorrichtung |
| KR20030001648A (ko) * | 2001-06-25 | 2003-01-08 | 금호산업 주식회사 | 타이어 조립성형장치의 배치방법 |
| NO315397B1 (no) * | 2001-11-13 | 2003-08-25 | Sinvent As | Optisk forskyvnings-sensor |
| KR20030097242A (ko) * | 2002-06-20 | 2003-12-31 | 학교법인 한양학원 | 광굴절재료의 이득계수 측정장치 |
| KR100496162B1 (ko) * | 2003-03-26 | 2005-06-20 | 한국전자통신연구원 | 레이저 변위센서의 기준 거리를 변경하는 장치 |
| TWI245926B (en) * | 2004-05-10 | 2005-12-21 | Chroma Ate Inc | Device and method of an interference scanner |
| CN1322304C (zh) * | 2004-06-02 | 2007-06-20 | 致茂电子股份有限公司 | 干涉扫描装置及方法 |
| KR100699317B1 (ko) * | 2005-01-31 | 2007-03-23 | (주)펨트론 | 두께 및 형상 측정 시스템 |
| DE102005043569A1 (de) * | 2005-09-12 | 2007-03-22 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesseinrichtung |
| NO20130884A1 (no) | 2013-06-21 | 2014-12-22 | Sinvent As | Sensorelement med optisk forskyvning |
| JP6386337B2 (ja) * | 2014-10-23 | 2018-09-05 | 株式会社ミツトヨ | 光学式エンコーダ |
| FR3031400B1 (fr) * | 2015-01-06 | 2017-02-10 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif optique de focalisation |
| US10277989B2 (en) * | 2016-11-18 | 2019-04-30 | Gopro, Inc. | Opto-acoustic transducer and cover glass |
| CN107144298A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-09-08 | 常州瑞丰特科技有限公司 | 高容差光栅读数头 |
| JPWO2020194539A1 (ru) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3344700A (en) * | 1961-05-23 | 1967-10-03 | British Aircraft Corp Ltd | Displacement measuring system |
| US3883232A (en) * | 1973-12-03 | 1975-05-13 | Hitachi Ltd | Random phase plate and optical system incorporating said plate |
| GB1474049A (en) * | 1974-01-12 | 1977-05-18 | Leitz Ernst Gmbh | Arrangement for the modulation of light |
| GB1523165A (en) * | 1974-08-03 | 1978-08-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fourier-transform holography by pseudo-random phase shifting |
| GB1516536A (en) * | 1975-08-22 | 1978-07-05 | Ferranti Ltd | Measuring apparatus |
| DE3213839A1 (de) * | 1982-04-15 | 1983-10-27 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Optische wellenlaengen-multiplex- bzw. -demultiplexanordnung |
-
1983
- 1983-07-30 GB GB838320629A patent/GB8320629D0/en active Pending
-
1984
- 1984-07-10 EP EP84304695A patent/EP0132978B1/en not_active Expired
- 1984-07-10 DE DE8484304695T patent/DE3474362D1/de not_active Expired
- 1984-07-10 AT AT84304695T patent/ATE37614T1/de not_active IP Right Cessation
- 1984-07-18 ES ES534432A patent/ES8601460A1/es not_active Expired
- 1984-07-27 KR KR1019840004535A patent/KR890002805B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1984-07-27 BR BR8403768A patent/BR8403768A/pt not_active IP Right Cessation
- 1984-07-27 SU SU843767323A patent/SU1450761A3/ru active
- 1984-07-30 US US06/635,453 patent/US4636076A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-07-30 JP JP59157771A patent/JPS60130534A/ja active Pending
- 1984-07-30 JP JP59157772A patent/JPS6064215A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Оптика и спектроскопи , 1963, № 14, с. 406. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4636076A (en) | 1987-01-13 |
| DE3474362D1 (en) | 1988-11-03 |
| KR850001422A (ko) | 1985-03-18 |
| EP0132978A2 (en) | 1985-02-13 |
| JPH0130088B2 (ru) | 1989-06-16 |
| BR8403768A (pt) | 1985-07-02 |
| GB8320629D0 (en) | 1983-09-01 |
| ES534432A0 (es) | 1985-10-16 |
| KR890002805B1 (ko) | 1989-07-31 |
| JPS6064215A (ja) | 1985-04-12 |
| ATE37614T1 (de) | 1988-10-15 |
| ES8601460A1 (es) | 1985-10-16 |
| JPS60130534A (ja) | 1985-07-12 |
| EP0132978A3 (en) | 1986-09-17 |
| EP0132978B1 (en) | 1988-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU1450761A3 (ru) | Устройство дл измерени относительных перемещений двух объектов | |
| US4776701A (en) | Displacement measuring apparatus and method | |
| US4091281A (en) | Light modulation system | |
| GB1516536A (en) | Measuring apparatus | |
| GB1592705A (en) | Optical travel measuring device | |
| GB2216650A (en) | Optical encoder | |
| US4025197A (en) | Novel technique for spot position measurement | |
| ATE182210T1 (de) | Messvorrichtung zur determinierung der verschiebung eines bewegbaren objekts | |
| JPH06229781A (ja) | 変位測定装置 | |
| US3900264A (en) | Electro-optical step marker | |
| JPH02504553A (ja) | 光電スケール読取装置 | |
| JPS57190202A (en) | Device for reading optical scale | |
| SU1093889A1 (ru) | Датчик линейных перемещений | |
| SU1327037A1 (ru) | Способ записи метрологических голографических решеток | |
| SU1527612A1 (ru) | Устройство дл оптической регистрации величины смещени дифракционной решетки | |
| JPH0411807B2 (ru) | ||
| SU1499111A1 (ru) | Устройство дл измерени линейных перемещений | |
| SU932220A1 (ru) | Устройство дл регистрации смещени объекта | |
| RU2047086C1 (ru) | Датчик линейных перемещений | |
| JPS59224513A (ja) | 光学式リニアエンコ−ダ | |
| SU949336A1 (ru) | Устройство дл измерени пр молинейности поверхностей | |
| SU1415052A1 (ru) | Способ определени линейных перемещений объекта | |
| SU1525662A1 (ru) | Устройство дл измерени линейных перемещений | |
| SU1434242A1 (ru) | Устройство дл измерени толщины пленок | |
| JPS57190203A (en) | Device for reading optical scale |