SU394656A1 - Датчик .линейных м 1-ргм1:1цг[! и и - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области контрольЛ10-;измерительной техники и может быть использовано , в частности, дл  прецизионного измереп и  длин, «апример, в системах программпого управлени  металлорежущими станками.

Известен датчик линейных перемеп1,ений, содержащий лазер и .интерферометр, состо щий ИЗ светоделительного элемента, например иолупрозрачной пластины, расположенной «а пути световых лучей от лазера, подвижного (Св занного с перемещаемым объектом) и неподвижного зеркал, расположеиных по разные стороны от пластины во вза-имно перпендикул рных плоскост х, и фотоприемного устройства , установленного на выходе световых лучей из полупрозрачной нластины.

При расположении подвижного зеркала под углом но отношению к падаюп,,ему лучу, слегка отличным от ир мого, иа светоделительиой пластине получаетс  интерференционна  картина нолос равной толщины. При cMeHteHini подви/юиого зеркала эта картина движетс  отнолителвио щели фотоириемного устройства, что позвол ет судить о величине иеремеи.1,ени  по числу импульсов на выходе фотоприемиика. Недостатком известного датчика  вл етс  необходимость в светоделительных элементах, юстировка которых должна выполн тьс  с секундной угловой точностью.

Кроме того, лзвестпы датчик состоит и,, большого количества оптических элемеитог, (включа  источники света). Оии иодвгржены вли нию вибраций н других виепших возмун 1енип .

В качестве источника света в известлол: датчике линейных перемещени служит газовый лазер. Оптическ е элементы интерферометра и элементы резонатора лазера отделены от друга.

Дл  упрои,ени  коиструкции датчика и предлагаемом устройстве подвижиое ai неподвижное зеркала расноложены нараллельно :. по одну .-торону от нолупрозрачной нластнны , а неподвижное зеркало выполнено полупрозрачным .

Кроме того, дл  повышени  точности измерени , нолупрозрачна  нластнна, «еподз 1жноо зеркало и выходное зеркало лазера объединены в кубик таким образом, что иротиволежаnuie eiO грани образованы выходиым зеркалол ;ia3c ia и неподвижным зерка.юм, а диагоna .ii)-- и о, прозрачной H;I лети пой.

На чертеже п|имставлепа оптическа  схем; предлагаемого датчика.

Датчик содержит лазер, включающиГ активиое вещество /, иомещеиное в резонатор, образованны входным зеркалом 2 и выходным зеркалом ,), интерферометр, состо щнй из полупрозрачной пластины 4, подвнжiloro зеркала 5, жестко yi pen;ieii: oi0 на подвижной каретке 6, иеподвн чпого зеркала 7 ;i фотопрпемиого устройства 8.

Пластина 4. зеркало -) и зеркало 7 объедиьепы к куппк 9 так, что п1х  1иоле/ка1Ц11е его Ipaiiii образоиапь зеркалом и 7, а диагоiia;ib-ii ,-iacTniioii 4. Зеркало 7 полупрозрачное. Актпвным BCHieCTBOM / служит газ i-aзова  смесь, возбуждаема  обычнымн иеточннкамн накачКН. Зеркало 2 станда зтное. Кубик ,9 склеен так. что угол .между повер.хност .Мн зеркал 5 н 7 составл ет несколько углов1 1. секунд, а пластина 4 составл ет с ними ДОл нор дка 45°. Коэффнциент отражени  зеркала 7 нодобран так, что ннтенсн1 ность луча, отражен ното от этого зеркала, равна ннтенснвностп луча, отраженного от зеркала 5 н прон1едн1его сквозГ) зеркало 7.

Зеркало 5 может быть заменено нризмой полното внутреннего от-раженн , установленitoii ла нодвнжной каретке 6 так, чтобы отраженный от пр.пзмы нучок света был полиостью совмегцен С надаюн1,11м.

В предлагаемом датчике зеркало 7 ;и зеркало 5 расноложе.ны но одну сторону от полупрозрачной нласт1и ы 4. При этом угловое ноложен1не носледней не вли ет на вид н качество нптерферснциОННО картнШ). Vixxi 45° выбран как на нболее удобный, допуск на него не треб етс . Этим оннсывае-диит с.хема схицествонпо отл:нчаетс  от известиы..

убнк 9 объедин ет в себе э.чемснты лазера {выходное зеркало .) н шггсрферомстра (зеркало 7 и пластина 4. 1 онстр жтивно ом может быть } ЬП1о;1иен в одном моноб/юке с лазе К )|.м.

Датчик и нейны.х перс.меп1ений работает Следуюни1м образом. Активное вен1,ество / нсТочиико .м накачкн нереводитс  в возбужденное состо ние, н нри вынолнели- пороговых условий через зеркало 3 проходит нучок индуцпровашного нзлученн . Половила его энергии проходит через полупрозрачпую нластнпу 4 и попадает на зеркало 7. Часть излучени  отраЖзетс  от зеркала 7, затем от пластины 4 и направл етс  на щель фотопрнемного ycTpoiiства 8. Больша  же дол  (62%) 1гзлучеии  проходпт через зеркало 7, отражаетс  от зеркала 5, снова проходит через зеркало 7, очра жаетс  от пластины 4 и также попадает на щель фотоприемпого устройства 8. Таким образом , возникает 1И1Птерференцнонпа  картии;: высокого контраста, так как ннтерфернрующие

пучки пмеют одинаковую пптеиспвность и полностью совмещепы в пространстве. При смеп еш-ли чЗеркала 5 ннтерфереиппоииые полосы движутс  отг ооптель 1о п,ели, :п фотоприе.мное устройство выдает сигналы иа счетчнк чнсла нмпульсов, определ ющий величину пере .мещели .

Поскольку isecb датчик cocToirr всего из двух узлов (лазера л двнжупдегос  зеркала), воздействие вненпптх возмупдепнй сведено к

мнннмуму, что увеличивает стабил-| ность паботы всего устройства.

П р е д мет изобретени 

Claims (2)

1. Л1инейных )емен1,, содержащий лазер н интерферо.мет), состо щий нч полупроз)ачлоГ| пласгппы, расиоло/KeiiHoii на пути световых лучей от лазера, подвижного и неподВИЖНОРО зеркал л фотоп Э 1емного ycTpoiiства , установлеппого л а вгэтходе световых л чей 1нз нолупрозрачлой пластппы, игличиюи ийс  том, что, с целью уиропюии  коиструкHHiH датчнка, нодвлЖ 1ое н лено.чвлжное зе)ка ла расноложеиы параллельпо и по одлу стороп от полупрозрач пой пластины, а неподвижное зеркало выполнело нол)нрозрач11Ы1 1.

2. Датчлк по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точпосгн |;-13мерелл , полупрозрачна  пластила, ленодвижное зеркало н

выходное зерка,то лазера объединены в кубик такНМ образом, что иротиволежаиьие его грани образовалы выходным зеркалом лазера н неподвижным зеркалом, а дпагональ - полупрозрНчпой нласти юи.

О о