SU410251A1 - - Google Patents

Description

1

Изобретение служит дл  точной регистрации линейного перемещени  и примен етс  в оптико-механических приборах, например, в фотоштампах при мультиплицировапии в пропессе изготовлени  фотошаблонов.

Фотоэлектрическое устройство дл  визировани  по основному авт. св. № 200811 содержит оптическую систему дл  формировани  изображени  объекта, например штриха шкалы , модул тор светового потока (колеблюш,а с  ш,ель или модулируюш,а  маска) и фотоэлектрический регистратор.

Между модул тором и фотоприемником установлена диафрагма в виде маски с двум  прозрачными зонами, смеш,енными на равные рассто ни  от средней линии диафрагмы, принимаемой за ось наведени  в противоположные стороны.

В известном устройстве измерение неремеш ,ени  осуш,ествл етс  по штриху шкалы. Дл  облегчени  обработки сигнала и повышени  точности используетс  модул ци  световых потоков, проход ших через прозрачные зоны диафрагмы.

Однако, во-первых, визирование и регистраци  линейного перемещени  по одному штриху требует высокой точности нанесени  штрихов , так как случайные ошибки в положении штриха полностью вход т в ошибку отсчета; во-вторых, при модул ции в направлении регистрируемого перемещени  необходима высока  точность изготовлени  диафрагмы и модулирующей маски. Неизбежные технологические ошибки изготовлени  привод т к пелинейпым искажени м сигнала, по влению квадратурной составл ющей.

Амплитуда колебаний модулирующей маски определ етс  параметрами диафрагмы и других деталей и, как правило, должна быть

большой, что увеличивает потребление энергии .

Предлагаемое устройство отличаетс  от известного тем, что, с целью повышени  точности регистрации, в прозрачные зоиы диафрагмы введены непрозрачные штрихи, шаг которых равен шагу штрихов шкалы, модулирующа  маска установлена так, что направление ее колебаний перпендикул рно направлению регистрируемого перемещени , а амплитуда

колебапий модулирующей маски мепьше половины прозрачной зоны диафрагмы.

На фиг. 1 дана схема описываемого устройства; на фиг. 2 - диафрагма; на фиг. 3 - схема наложени  модулирующей маски и диафрагмы на измерительную шкалу; на фиг. 4- 6 - эпюры сигналов.

На ножке камертона 1, приводимого в движение камертоппым генератором 2, закреплена модулирующа  маска 3, например непрозрачна  шторка, границы которой в среднем

положении дел т пополам прозрачные зоны диафрагмы 4.

Измерительна  шкала 5 представл ет собой стекл нную пластину, на которую нанесен растр с прозрачными и непрозрачными штрихами равной ширины. В прозрачные зоны диафрагмы дополнительно введены непрозрачные штрнхи, шаг которых равен шагу штрихов измерительной шкалы, причем штрихи в верхней зоне диафрагмы относительно штрихов в нижней зоне соответственно смеш,епию самих прозрачных зон (см. фиг. 2).

Рабоча  зопа устройства равномерно освеш ,аетс  осветителем 6. Световой поток, проход щий через оптические детали устройства, падает па фотоприемник 7.

Ка лертон 1 приводит в движение модулируюш ,ую маску 3, котора  в крайних положени х не полностью перекрывает прозрачпые зоны диафрагмы. Благодар  этому модул ци  светового потока, проход ш,его через каждую из прозрачпых зон, происходит по синусоидальному закону.

Если измерительна  шкала 5 расноложена относительно диафрагмы 4 так, что через обе прозрачпые зоны диафрагмы проход т равные световые потоки 0i и 02, то при колебани х модулируюш:ей маски на фотоприемник поступает световой поток Фс, складываюш,ийс  из двух равных, но противоположных по фазе световых потоков. Суммарный поток Фс в этом случае не нмеет перемепной составл юш,ей {см. фиг. 4).

Смепдепие пентра колебаний модулируюш,ей маски приводит к изменению уровней Ф и Ф2 носто нной составл юш,ей потоков 0i и Ф, проход ш,их через прозрачные зоны диафрагмы (см, фиг. 5).

Однако суммарный световой ноток Фс, падаюпдий на фотонриемпик, не измен етс , перемепной составл юп1,ей не будет, и, следовательно , смеш;ение оси модул тора не вли ет на точность визировани .

При смеш,епни измерительной шкалы вправо или влево амплитуды переменных составл юш ,их световых потоков Ф и Фа различны, и суммарный ноток Фс окажетс  промодулировапным .

Амплитуда переменной составл юш.ей Фс определ ет величипу смещепи  измерительпой шкалы, а фаза -.направление смещени  (см. фиг. 6),

Предлагаемое устройство обладает высокой чувствительностью, определ емой в основном пороговой чувствительностью фотоприемника. Так, например, если применить решетку на измерительной шкале с шагом / 0,2 мм, осветительное устройство, которое дает световой поток через оптическую систему люм (эти параметры соответствуют реальным в датчике АФШ-451-В при использовании лампы СЦ80), а в качестве фотоприемника - фотодиод ДФ-7К, то прн смещении шкалы на 600,01 мкм 0,001 10-3 ;у,и амплитуда перемеппой составл ющей суммарного потока будет

-3

О,01-10

.

Дф, -.ф,г

0,2

5-10-8 лм,

что соответствует порогу чувствительности ф.отодиода .

В больщинстве случаев измерение перемещени  с более высокой чувствительностью пе требуетс .

В случае необходимости можно повысить чувствительность устройства за счет применени  фотоприемника с более низким порогом чувствительности, например фотоэлектронного умножител , или увеличени  светового потока осветител  при том же фотоприемнике.

Предмет изобретени 

Фотоэлектрическое устройство дл  визировани  по авт. св. № 200811, отличающеес 

тем, что, с целью повышени  точности регистрации , в прозрачные зоны диафрагмы введены непрозрачные штрихи, шаг которых равен шагу штрихов шкалы, модулирующа  маска установлена так, что направление ее колебаний

перпендикул рно направлению регистрируемого перемещени , а амплитуда колебаний модулирующей маски меньше половины прозрачной зоны диафраг.мы.

tp

Р«г 1

f fc -.

V.

-{.