SU1753259A1 - Оптический преобразователь линейных перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в измерительно-информационных и управл ющих комплексах дл  измерени  различных физических величин, св занных с перемещением объекта. Цель изобретени  - расширение диапазона измер емых перемещений . Световой поток от источника 1 излучени  через первую ветвь 6 разветвленного волоконно-оптического коллектора 2 и собирательную линзу 3 , освещает поверхность 8 контролируемого объекта. Отраженный поток через линзу 3, общую часть коллектора 2 и вторую ветвь 7 поступает на приемник 4 излучени . Сигнал с приемника излучени  поступает на регистратор 5. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в измерительно-информационных и управл ющих комплексах дл  измерени  различных физических величин, св занных с перемещением объекта

Известен оптический датчик линейных перемещений, содержащий источник излучени , собирательную линзу с фокусным рассто нием f, дополнительную собирательную линзу, установленную по ходу излучени  после первой собирательной линзы, приемники излучени , расположенные симметрично относительно оптической оси датчика , и регистратор.

Недостаток - малый диапазон измер емых перемещений.

Цель изобретени  - расширение диапазона измер емых перемещений

Цель достигаетс  тем, что в предлагаемом преобразователе, содержащем источник излучени , собирательную линзу, приемник излучени  и регистратор, соединенный с приемником излучени , новым  вл етс  введение разветвленного волоконно-оптического коллектора, установленного перед собирательной линзой на рассто нии , меньшем ее -фокусного рассто ни , причем одна ветвь коллектора сопр жена с источником излучени , а друга  - с приемником излучени .

На фиг. 1 представлена схема преобразовател ; на фиг. 2 - его характеристики.

Преобразователь содержит источник 1 излучени , разветвленный волоконно-оптический коллектор 2, собирательную линзу 3, приемник 4 излучени , регистратор 5. Перва  ветвь 6 коллектора сопр жена с источником 1 излучени , а втора  ветвь 7 - с приемником излучени . Собирательна  линза 3 расположена перед торцом неразветвленной части волоконно-оптического коллектора 2, причем оптическа  ось собирательной линзы 3 совпадает с оптической осью неразветвленной части коллектора и перпендикул рна контролируемой поверх

Ё

Х|

СЛ

СО

ю сл ю

ности 8. Рассто ние между собирательной линзой 3 и торцом неразветвленной части коллектора 2 меньше фокусного рассто ни  собирательной линзы.

Преобразователь работает следующим образом.

Световой поток от источника 1 излучени , пройд  через первую ветвь б волоконно-оптического коллектора 2, направл етс  собирательной линзой 3 на контролируе- мую поверхность 8. Часть светового потока, отраженного от контролируемой поверхности , направл етс  собирательной линзой на торец неразветвленной части коллектора 2 и через вторую ветвь 7 поступает на прием- ник 4 излучени , Сигнал с приемника 4 излучени  подаетс  на регистратор 5. При изменении рассто ни  между контролируемой поверхностью 8 и собирательной линзой 3 измен етс  световой поток, поступающий на приемник 4 излучени . По величине сигнала с приемника 4 излучени  регистратор 5 фиксирует величину рассто ни  между контролируемой поверхностью 8 и линзой 3.

На фиг. 2 (кривые 9) приведено семейство характеристик преобразовател  линейных перемещений, в котором использованы линза диаметра 12 мм с фокусным рассто - нием 16 мм, концентрический волоконно- оптический коллектор с диаметром неразветвлениой части 2 мм и апертурой 0,5. Центральна  группа волокон коллектора оптически сопр жена с приемником из- лучени , а периферийна  - с источником излучени .

Криаые 10 и If соответствуют случа м, когда волоконно-оптический коллектор 2 расположен вплотную к собирательной лин- зе 3 и на фокусном рассто нии If от ее главной плоскости, Кривые И, 12, з и 14 соответствуют случа м, когда волоконно- оптический коллектор 2 расположен на рассто нии h, 2, b и А от главной плоскости собирательной линзы, причем

lo И l2 l3 l4 If.

Claims (1)

1. При увеличении рассто ни  между собирательной линзой 3 и волоконно-оптическим коллектором 2 от 10 до U диапазон измер емых рассто ний и линейность характеристики предлагаемого преобразовател  увеличиваютс , а крутизна характеристики уменьшаетс . Поэтому, дл  заданного диапазона измер емых рассто ний необходимо выбрать ту или иную характеристику преобразовател ,  вл ющуюс  оптимальной с точки зрени  обеспечени  максимальных линейности и крутизны. Настройка волоконно-оптического преобразовател  с целью получени  оптимальной характеристики производитс  подбором рассто ни  между волоконно-оптическим коллектором 2 и собирательной линзой 3. Крива  А соответствует случаю, когда обеспечиваютс  максимальные диапазон измер емых рассто ний и линейность характеристики. При дальнейшем увеличении рассто ни  между волоконно-оптическим коллектором и собирательной линзой на характеристике по вл етс  перегиб (крива  If) и уменьшаетс  диапазон измер емых перемещений. Формула изобретени  Оптический преобразователь линейных перемещений, содержащий источник излучени , собирательную линзу, приемник излучени  и регистратор, соединенный с приемником излучени , отличающий - с   тем, что, с целью увеличени  диапазона измер емых перемещений, он снабжен разветвленным волоконно-оптическим коллектором , установленным перед собирательной линзой на рассто нии, меньшем ее фокусного рассто ни  так, что одна ветвь коллектора сопр жена с источником излучени , а друга  - с приемником излучени .

   о

   /

   г

   20

   40ВО

   Фиг. г

   Pl/t.f

   80

   t,MM