Волоконно-оптический датчик измерения перемещений объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано ДЛЯ измерения перемещений. Цель изобретения - измерение касательных перемещений - достигается путем создания второго измерительного канала. Световой пучок от источника 1, прошедший первый световод 2, направляется на полупрозрачное зеркало 11. Часть пучка, пройдя полупрозрачное зеркало 11, попадает на зеркало 3 и, отразившись от него и вторично пройдя через полупрозрачное зеркало 11, попадает на торць: 10 второго световода 4 и по нему в светоприемник 5. Далее сигнал со светоприемника 5 поступает в регистрирующий блок 6, где происходят его обработка и регистрация. Другая часть пучка, отразившись от полупрозрачного зеркала 11 , попадает на торец третьего свето- .вода 12 и далее через второй светоприемник 13 также поступает в регистрирующий блок 6. В регистрирующем ,- блоке обрабатываются сигналы от свето- ® приемников 5 и 13, несущие 1шформацию о касательном и нормальном перемещениях объекта; 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 01 В 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1223031 (21) 4234174/24-28 (22) 22.04.87 (46) 23.11.88. Бюл. Р 43 (72) В. П. Девятилов, С. В. Девяткин и А. Н.Кистенев (53) 531.71.531.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 1223031, кл. С 01 В 11/02, 07.04.86. (54) ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений.

Цель изобретения — измерение касательных перемещений — достигается путем создания второго измерительного канала. Световой пучок от источника

1, прошедший первый световод 2, на„„Я0„„1439390 д 2 правляется на полупрозрачное зеркало

11. Часть пучка, пройдя полупрозрачное зеркало 11, попадает на зеркало

3 и, отразившись от него и вторично пройдя через полупрозрачное зеркало

11, попадает на торцы !0 второго световода 4 и по нему в светоприемник 5. Далее сигнал со светоприемника 5 поступает в регистрирующий блок

6, где происходят его обработка и регистрация. Другая часть пучка, отразившись от полупрозрачного зеркала

11, попадает на торец третьего свето.вода 12 и далее через второй светоприемник 13 также поступает в регистрирующий блок 6. В регистрирующем блоке обрабатываются сигналы от свето- приемников 5 и 13, несущие информацию фд о касательном и нормальном перемещениях объекта; 2 ил. (":

1439390

Изобретение относится к измерительной технике, может использоваться для измерения перемещений и явля-. ется усовершенствованием изобретения по авт. св, Ф 1223031.

Цель изобретения — повышение информативности за счет измерения касательных перемещений объекта путем создания второго измерительного ка- 10 нала.

На фиг. 1 представлена схема датчика; на фиг. 2 — схема измерения нормальных и касательных перемещений.

Датчик измерения содержит источник 15

1 монохроматического излучения, световод 2, отражающий элемент, например зеркало 3, предназначенное для скрепления с контролируемым объектом, второй световод 4, светоприемник 5, ре- 20 гистрирующий блок 6, равноразмерные зубчатые колеса 7 и 8, кинематически связанные между собой и скрепленные соответственно со световодами 2 и 4, торцы 9 и 10 первого и второго свето- 25 водов, оптически связанных между собой, полупрозрачное зеркало 11, скрепленное с объектом и установленное под углом к зеркалу 3, последовательно установленные третий световод

12, второй светоприемник 13, связанный с регистрирующим блоком 6.

Датчик работает следующим образом.

Световой пучок от источника 1 (фиг. 1}, прошедший первый световод 35

2, направляется на полупрозрачное зеркало 11. Часть пучка, пройдя полупрозрачное зеркало ll, попадает на зеркало 3 и, отразившись от него и вторично пройдя через полупрозрач- 40 ное зеркало 11, попадает на торцы

10 второго световода 4 и по нему в светоприемник 5. Далее сигнал со светоприемника 5 поступает в регист- рирующий блок 6, где происходят его 45 обработка и регистрация. Другая часть пучка, отразившись от полупрозрачного зеркала 11, попадает на третий световод 12 и далее через второй светоприемник 13 также поступает в регистрирующий блок 6, При перемещении объекта вдоль своей нормали перемещаются зеркало 3 и полупрозрач— ное зеркало 11, скрепленное с ним.

Световой луч, отразившись от зеркала 55

3, перемещается по торцам 10 световода 4.

Б зависимости от местоположения светового пятна на торцах 10 освещаются различные элементы снеTOIIpHpM ника 5. Таким образом, по смещению светового пятна можно судить о перемещении объекта вдоль своей нормали.

При перемещении объекта вдоль своей касательной местоположение светового пятна на торцах 10 световода 4 не меняется. При перемещении объекта вдоль своей нормали световой луч, отразившийся от полупрозрачного зеркала ll перемещается по световоду 12, меняя свое местоположение, т.е. по смещению светового пятна на световоде 12 также можно судить о перемещении объекта вдоль своей нормали. При перемещении объекта вдоль своей касательной местоположение светового пятна на световоде 12 тоже изменяется.

Таким образом, со светоприемника 13, связанного со световодом 12, в регистрирующий блок 6 поступает суммар-. ный сигнал от двух перемещений объекта — вдоль нормали и вдоль касательной, а со светоприемника 5 — только сигнал, зависящий от перемещения объ екта только вдоль нормали.

Рассмотрим работу датчика при измерении перемещений вдоль .нормали к .объекту (фиг. 2), При смещении объекта на неметчину

1„ioíà торцах 10 световода 4 световое 0 пятно сместится на величину 1„1, а на световоде 12 — на величину 1 „и.

Угол наклона полупрозрачного зеркала 11, скрепленного с объектом, в рассматриваемой плоскости выбирается таким, чтобы смещения светового пятна на световодах 4 и 12 находились в зависимости 1 >1, = 1„1,, тогда величина нормального смещения 1 „, 1 „, =

lola.

При смещении объекта вдоль нормали и вдоль касательной к объекту измерение сводится к следующему.

При смещении вдоль касательной на величину 1л1 на световоде 4 положение (0 светового пятна не меняется (1 л = О) и сигнал остается прежним, т,е. соответствующим 1 „ . На светоноде 12 све3439390

Фиг 2

Составитель N. Минин

Редактор А. Козориз Техред Л. Сердюкова Корректор М. Васильева

Заказ 6065/38 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

333035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 товое пятно смещается на величину

1д . Относительно начального положения объекта 1 g содержит в себе пере 2 мещение вдоль нормали 1„ . Тогда смещение объекта вдоль касательной опре5 делится как 1, - 1 — 1 = 1л — 1,.

"2 2

Прн касательном смещении объекта в противоположную сторону на величину

1nл, на световоде 4 будет смещение

1, О, а на световоде 12 будет 1 л„

I итогда1 1, — 1,=1 — 1 2 Г .1 и

Знак в полученных соотношениях определяет.направление смещения.

Фсрмула изобретения

Волоконно-оптический датчик измерения перемещений объекта по авт. св.

М !223031, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности путем измерения касательных перемещений, датчик снабжен полупрозрачным зеркалом, предназначенным для скрепления с объектом и устанавливаемым под углом к зеркалу, последовательно установленными третьим световодом, оптически связанным с полупрозрачным зеркапом, и светоприемником, электрически связанным с регистрирующим блоком.