SU1165880A1 - Устройство дл измерени перемещений - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее источник излучени , светоделитель, датчик перемещени , имеющий оптически св занные зеркало и два установленных взаимно параллельно отражател , обращенных один к другому отражательными поверхност ми, первый из которых установлен неподвижно, а второй - с возможностью перемещени  в направлении, параллельном плоскости отражени , и предназначен дл  скреплени  с контролируемым объектом, фотоприемник и блок регистрации, отличающеес  тем, что, с целью измерени  скорости и направлени  перемещений, оно снабжено вторым датчиком перемещений, идентичным первому, и дополнительным фотоприемником, в обоих датчиках первые отражатели выполнены в виде призмы, с отражающими гран ми, на входных гран х каждой из призм выполнены полупрозрачные диагональные диафрагмы , а вторые отражатели выполнены составными из отражающей и светопоглощающей частей, разделенных поперечным прозрачным участком, щели диафрагм первых отражателей оптически св заны с чувствительными площадками первого фотоприемника, включенными по мостовой схеме, прозрачI ный участок второго отражател  первого (Л датчика оптически св зан с дополнительным фотоприемником, а выходы обоих фотоприемников подключены к блоку регистрации .

Description

о: сд

оо

00

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  скорости; направлени  и амплитуды перемещений, в том числе при быстротекущих процессах и дл  труднодоступных объектов.

Известно устройство дл  измерени  пе-ремещений , содержащее две установленные с возможностью взаимного перемещени  стекл нные пластины с обращенными друг к другу параллельными плоскими поверхност ми , частично покрытыми пленкой с высокой (Отражающей способностью 1.

Недостаток устройства - ограниченный диапазон измер емых перемещений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  измерени  перемещений, содержащее источник излучени , светоделитель, датчик перемещени , имеющий оптически св занные зеркало и два установленных взаимно параллельно отражател , обращенных один к другому .отражательными поверхност ми, первый из которых установлен неподвижно, а второй- с возможностью перемещени  в направлении , параллельном плоскости отражени , и предназначен дл  скреплени  с контролируемым объектом, фотоприемник и блок регистрации 2.

Недостаток известного устройства - невозможность определени  скорости и направлени  перемещений, особенно при быстротекущих процессах.

Цель изобретени  - измерение скорости и направлени  перемещений.

Эта цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  перемещений, содержащее источник излучени , светоделитель, датчик перемещени , имеющий оптически св занные зеркало и два установленных взаимно параллельно отражател , обращенных один к другому отражательными поверхност ми, первый из которых установлен неподвижно, а второй - с возможно- стью перемещени  в направлении, параллельном плоскости отражени  и предназначен дл  скреплени  с контролируемым объектом, фотоприемник и блок регистрации , снабжено вторым датчиком перемещени , идентичным первому, и дополнительным фотоприемником, в обоих датчиках первые отражатели выполнены в виде призмы с отражающими гран ми, на входных гран х каждой из призм выполнены полупрозрачные диагональные диафрагмы, а вторые отражатели выполнены составными из отражающей и светопоглощающей частей , разделенных поперечным прозрачным участком, щели диафрагм первых отражателей оптически св заны с чувствительными площадками первого фотоприемника, включенными по моЬтовой схеме, прозрачный участок второго отражател  первого датчика оптически св зан с дополнительным фотоприемником , а выходы обоих фотоприемников подключены к блоку регистрации.

На чертеже изображена оптическа  схема устройства дл  измерени  перемещеНИИ .

Устройство содержит источник 1 излучени , щелевую диафрагму 2, светоделитель 3, рабочий 4 и компенсационный 5 датчики перемещений, каждый из которых включает зеркало 6, 7 и пару параллельных отража телей 8, 9 и 10, II, причем отражатели 9 и 10 установлены неподвижно и выполнены в виде призм, например, Дове, с отражающими гран ми, причем на входных гран х 12 и 13 призм выполнены полупрозрачные щелевые диафрагмы 14 и 15, щирина каждой из которых определ етс  соотнощением

f l-sinB ,

0 где f -щирина диафрагмы;

{ - рассто ние между соседними падающими лучами на неподвижном отражателе; 6 -угол наклона диафрагмы.

г Поверхности отражателей 8 и 11 выполнены составными из отражающих частей 16, 17, и светопоглощающих частей 18 и 19 разделенных на отражателе 8 прозрачной щелью - диафрагмой 20, щирина которой не превыщает величины е, отражатель

0 8 механически св зан с контролируемым объектом 21.

Щели диафрагм 14 и 15 выполнены из светоделительного покрыти  и расположены по диагонали дл  того, чтобы при многократном отражении плоского светового лу5 ча от параллельных поверхностей отражателей 9 и 10 и интенсивности прощедщих внутрь призм 9 и 10. Дове лучей были близки по величине, а боковые грани призм 9 и 10 выполнены зеркальными, с целью уменьд щени  вли ни  фоновых засветок.

Выполнение отражателей 8 и 11 указанным образом служит дл  изменени  при их движении суммарного светового потока, падающего через диагональные щели диафрагм 14 и 15, призмы 9, 10 и световоды 22 и 23 на чувствительные площадки фотоприемника 24, включенные по мостовой схеме. Прозрачна  щель - диафрагма 20 на отражателе 8 выполнена с целью получени  информации о скорости и величине перемещени , объекта, котора  поступает в виде световых импульсов на фотоприемник 25. Частота импульсов характеризует скорость перемещени , а количество импульсов - величину перемещени . Направление движени  определ етс  изменением

5 сигнала с фотоприемника 24.

Устройство работает следующим образом. Луч света от источника 1, попадает на щелевую диафрагму 2, где формируетс  плоский световой пучок, затем попадает на

светоделитель 3, где делитс  на два плоских луча, один из которых идет на компенсационный оптический датчик 5, через зеркало 7, а другой - на измерительный оптический датчик 4 через зеркало 6.

Лучи света от зеркал 6 и 7 попадают на системы параллельных отражателей 8, 9 и 10, 11, где многократно отражаетс .

Количество N отражений при заранее заданных угле наклона луча к зеркалу f и рассто нии h между отражател ми 8, 9 и 10, 11 зависит от величины z, где z - рассто ние от первого отражени , например, на отражателе 10 до светопоглощающей части 18. А так как суммарна  интенсивность светового луча, прошедшего через диагональную шель - диафрагму 14 на отражателе 10 зависит от N, точнее . li, где i 1,2,...N, то и 15:да„п. F(z), где IjKOMit- суммарна  интенсивность светового луча на компенсационном оптиче-. ском датчике. Перед началом работы перемешают отражатель 11 и соответственно измен ют рассто ние z, и отсюда и . Перед началом измерени  IjixoMn иам. где .- интенсивность светового потока, попадающего на фо- оприемник 24 со стороны рабочего датчика 4.

При движении отражател  8, св занного, с объектом 21, в шелевую диафрагму 20 поступают, при совпадении шели с линией отражени  на зеркале 8, световые импульсы , которые по световоду 26 передаютс  на фотоприемник 25.

Так как в начальном положении ° Р изменении мостова  схема рассогласовываетс  и в зависимости от того уменьшаетс  (при движении объекта 21 вниз) или увеличиваетс  (при движении вверх) выдает н устройство 27 соответствующий сигнал, по которому определ ют направление движени .

Частота поступлени  световых импульсов через диафрагму 20 характеризует скорость перемещени  объекта 21, а количество импульсов - величину перемещени , так как два последовательных световых импульса несут информацию о том, что объект 21 переместилс  на величину е h tg f ,

где h - 1 ассто ние между пластинами датчика; / - угол падени  луча на пластину

датчика.

Измен   величину h и / , можно измен ть шаг измерени , т. е. мен ть дискретность процесса измерени .

Снабжение устройства компенсационным датчиком перемещений и выполнение датчиков указанным образом позвол ет измер ть амплитуду, скорость и направление движени  объектов, подвергающихс  воздействию быстроизмен ющихс  факторов .

//-/4

Г4,15

S-B

20

-27 видб

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее источник излучения, светоделитель, датчик перемещения, имеющий оптически связанные зеркало и два установленных взаимно параллельно отражателя, обращенных один к ' другому отражательными поверхностями, первый из которых установлен неподвижно, а второй — с возможностью перемещения в направлении, параллельном плоскости отражения, и предназначен для скрепления с контролируемым объектом, фотоприемник и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью измерения скорости и направления перемещений, оно снабжено вторым датчиком перемещений, идентичным первому, и дополнительным фотоприемником, в обоих датчиках первые отражатели выполнены в виде призмы, с отражающими гранями, на входных гранях каждой из призм выполнены полупрозрачные диагональные диафрагмы, а вторые отражатели выполнены составными из отражающей и светопоглощающей частей, разделенных поперечным прозрачным участком, щели диафрагм первых отражателей оптически связаны с чувствительными площадками первого фотоприемника, включенными по мостовой схеме, прозрач- ® ный участок второго отражателя первого датчика оптически связан с дополнительным фотоприемником, а выходы обоих фотоприемников подключены к блоку регистрации.

   SU „,,1165880