Измерительное устройство для определения взаимного перемещения двух подвижных частей механизмов

 

r,"

Класс 2-1-а- - 1-4- / 7 .

Жо 142699 сссr

ОГМСР НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

H. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11одпасна» групт1а Л«89

А. В. Мироненко

ИЗМЕРИТЕЛЪНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВЗАИМНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ДВУХ ПОДВИЖНЫХ

ЧАСТЕИ МЕХАНИЗМОВ

Заявлено 8 февраля 1960 т. за М 654008j26 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» М 22 за 1961 г.

Для определения взаимного перемещения двух подвижных частей различных машин, станков и приборов применяются устройства с фогоэлектрической системой, в которых в качестве измерительного и индикаторного элементов исгользуюгся растры. 1зел11чина перепещения такими преобразователями определяется количеством импульсов света, образующихся при движении одной решетки относительно другой.

Световые Hillii i 1uchl преобразiiioTc51 НрН помощи фотоэлементов B импульсы напряжения и подаются На автоматический реверсивный счетчик. Количество зафиксированных автоматическим счетчиком импульсов и определяет величину перемещения. Точность перемещений зависит от количества линий, нанесенных на 1 .як растровых решеток.

Увеличение точности отсчета сопряжено с технологическими трудностями повышения частоты растровых решеток. Попытки построить преобразователи с отсчетом перемещений с точностью до долей периода растровой решетки не привели к желаемым результатам.

Известные фазоимпульсные системы с модуляцией сигнала зависят от величины светового потока и от величины питающего фотоэлемент напряжения, они недостаточно чувствительны не обеспечивают требующейся точности измерений. Модуляция светового потока при помощи

06TlOpBTOpHblX J1ICl 0!3 и 32C !Oii i. — 1-ромоздка и ilI2. !OH,TCIKHa, Точность преобразователей такого типа тоже невелика.

Предложенное измерительное устройство для определения взаимного перемещения двух подвижных частей механизмов в отличие от известных обладает более высокой чувствительностью и точностью измерений. Достигается это тем, что индикаторный растр устройства см= щается относительно измерительного посредством электромагнитной системы, а также колеблется в плоскости растров, чем обеспечивается сканирование световых полос относительно щелей диафрагмы, распо.10женной перед фотоэлементом. № 142699

L) На фиг. 1 изображена принципиальная схема описываемого устройства; на фи1 . 2 показана зависимость фототока при относительном движении растров в пределах одного шага Т.

В устройстве применен способ модуляции при сканировании, обеспечивающии простоту, йаде>кность действия и большой относительный коэффициент модуляции светового потока.

Устройство состоит из узла осветителя 1. с колеблющимся растром. преобразующей растровой решетки 2 и фотоячейки 3 с фотоэлементом.

Узел осветителя содержит лампочку накаливания или газосветную лампу 4, перед которой на рамке 5 укреплена индикаторная pBcTpoBBil решетка б. Рамка 5 приводится в колебательное состояние под действием переменного магнитного поля, создаваемого при помощи электромагнита 7, обмотка которого питается переменным током.

Преобразующая растровая решетка 2 и индикаторная б представляют собой стеклянные линейки с нанесенными на них светлыми и темными линиями. Ширина светлых линий приблизительно равна ширине темных.

Фотоячейка 3 выполнена в виде светонепроницаемого корпуса, внутри которого помещен фотоэлемент 8. Перед фотоэлементом расположен экран со щелями диафрагмы 9.

Преобразующая и индикаторная решетки, фотоячейка и осветитель расположены таким образом, что возникающие в результате затемнения светлых линий одного из растров темными линиями другого растра муаровые полосы г:опадают на экран и изменяют световой поток, проходящий через щели диафрагмы на фотоэлемент. Передвижение одного растра относительно другого на один шаг соответствует полному цик лу изменения светового потока, проходящего через щели диафрагмы, т. е. полному циклу изменения фототока в фотоэлементе.

На фиг. 2 показана зависимость фототока при относительном движении растров в пределах одного шага Т муаровых полос.

9

2> в1п —— где t — шаг растров;

cp - — угол пересечения линий обоих растров.

Если в качестве перемещающихся полос приняты полосы света и

С тени растрового оптического нониуса, то Т==- -- t, где С -- расстояние между нитью источника света и экраном фотоячейки; А — расстояние между растрами.

Работает измерительное устройство следующим ооразом.

При колебании решетки муаровые полосы или полосы растрового оптического нониуса колеблются относительно световых щелей экран= фотоячейки. Если колебания полос света происходят симметрично относительно линий, проходящих через оси симметрии световых щелей диафрагмы или середины промежутков между щелями, то происходит удвоение частоты фототока в фотоэлементе по сравнению с частотой колебания рамки (см. фиг. 2). Если размах колебаний укладывается на линейном участке световой характеристики растровой системы, то ток в фотоэлементе имеет спнусоидальный характер такой же частоты, как и колебания рамки. При перемещении полос относительно щелей на половину шага фаза тока в фотоэлементе меняется на 180 . Подавая напряжение, снимаемое с нагрузки фотоэлемента на фазочувствительный измерительный прибор, опорное напряжение в котором имеет такую жс частоту, как и частота колебаний рамки, осуществляют изме¹ 142699 рение положения подвижных частей в местах максимума и минимума световой характеристики, т. е. дважды в пределах одного шага растра.

Предмет изобретения

9

6 !

Фиг /

Фиг 2

Составитель В. Е. Соколовский! едактор H. С. Кутафина Техред А. А. Кудрявицкая Корректор М. И. Козлова

Поди. к печ. 6.!-62 г

Бак 12627

Формат бум. 70Х!08 /„

Тираж 800

ЦБТИ при Комитете flo делам изобретений и откр..пий при Совете Министров СССР

Москва, Центр. М. Черкасский пер..;;. 2!6.

Объем 0,26 изд. л.

Цена 5 коп.

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва. Петровка, 14.

Измерительное устройство для определения взаимного перемещения двух подвижных частей механизмов, с применением фотоэлектрической системы и двух растров, индикаторного и измерительного отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности устройства и повышения точности измерений, индикаторный растр смещается относительно измерительного посредством электромагнитной системы, а также колеблется в плоскости растров, чем обеспечивается сканирование световых полос относительно щелей диафрагмы, расположенной перед фотоэлементом.