Устройство для измерения линейных перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для измерения радиальных зазоров у лопаток роторов. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет устранения погрешностей, обусловленных непостоянством коэффициента отражения объекта в процессе измерения. Контролируемый объект поступательно перемещается вдоль оптической оси объектива, по другую сторону которого установлены две идентичные волоконно-оптические пары с источниками излучения и фотодетекторами. Торцы волокон пар, обращенные к объективу, расположены со взаимным сдвигом в параллельном и перпендикулярном оптической оси объектива направлениях. При включенных источниках света на поверхности объектива образуются два световых пятна, освещенность в которых обратно пропорциональна квадрату расстояния между поверхностью объекта и точкой фокусировки соответствующего пучка. Отраженный от объектива свет по приемным волокнам пар поступает на фотодетекторы, где преобразуется в электрические сигналы, поступающие в измерительный блок. Так как изменения коэффициента отражения объекта и коэффициента пропускания среды влияют на величину выходных сигналов фотодетекторов в одинаковой степени, то отношение сигналов однозначно определяет положение объекта, что повышает точность измерений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР

1 (21) 4493850/24-28 (22) 11. 07,88 (46) 30.08.90. Бюл. - 32 (72) Э.В.Аслапян и С,В,Иванов (53) 531.717(088.8) (56) Жипин В.Г. Волоконнооптические измерительные преобразователи ско рости и давления. M. Энергоатомиздат, 1987, с. 15, I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙHbK ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к иэмерн тельной технике и может быть использовано, например,,для измерения ра диальных зазоров у лопаток роторов, Цель изобретения - повышение точкос» ти измерений за счет устранения погрешностей, обусловленных непосто янством коэффициента отражения объек та в процессе измерения, Контролируемый объект поступательно переме щается вдоль оптической.оси объекти ва, по другую сторону которого уста новлены две идентичные волоконно

Изобретение относится к измери тельной технике и может быть исполь» эовано, например, для измерения радиальных зазоров.

Цель изобретения - повышение точ ности измерений за счет устранения погрешностей, обусловленных иепосто янством коэффициента отражения объек та в процессе измерения, На чертеже изображена принци пиальная схема предлагаемого устройР1) G 01 В 11/00, G 02 В 11/14 оптические пары с источниками излу чення и фотодетекторами. Торцы волокон пар, обращенные к объективу, расположены со взаимным сдвигом в параллельном и перпендикулярном опти ческой оси объектива направлениях.

Прн включенных источниках света на поверхности объекта образуются два световых пятна, освещенность в кото» рых обратно пропорциональна квадрату расстояния между поверхностью объек» та и точкой фокусировки соответствующего пучка, Отраженный от объектива свет по приемным волокнам пар,. поступает на фотодетекторы,. где пре образуется в электрические сигналы, поступающие в измерительный блок.

Так как изменения коэффициента отра жения объекта и коэффициента пропускания среды влияют на величину выход» ных сигналов фотодетекторов в одинаковой степени, то отношение сигналов однозначно определяет положение объекта, что повышает точность изме рений. 1 ил, ства для измерения линейных переме щений, Устройство содержит две идентич ные волоконно»оптические пары 1 и 2 с источниками 3 и 4 излучения и фотодетекторами 5 и 6, объектив 7 и из мерительный блок (на чертеже не показан) ° входами подключенный к выхо дам фотодетекторов 5 и 6 ° Обращен ные к объективу 7 торцы А и В воло« кон пар 1 и 2, расположены со вза»

1589046 имным сдвигом в параллельном (4) и перпендикулярном,(Ц оптической оси объектива 7 направлениях, Объектив

7 формирует изображения А и.В кон5 цов. A.è В волоконно-оптических пар ,I и 2, жестко соединен с ниии в об-! щей конструкции.

Устройство работает следующим образом, 19

Контролируемый объект 8 поступа,тельно перемещается вдоль оптичес" кой оси объектива 7 в пределах диапазона Q,,Положение объектива 8 ап ределяется относительно последней поверхности объектива 7 координатой

xg

При включенных источниках 3 и 4 объект освещается пучками света от концов А и И передающих световодов

3 2 Эти пучки фокусируются В

lf т, А и В и создают на поверхности объекта два световых пятна, освещенность Еа и Е, в которых в зависимости от положения объекта 8 убывает обратно пропорционально квадрату расстояния между поверхностью объекта 8 и точкой фокусировки соот» ветствующего пучка.

Отраженный от объекта 8 свет по щ я приемным волокнам 1, 2 воспринима" ется фотодетекторами 5 и 6,Преобразо ванные в них сигналы U

-: У<о(х} и U <(x), полученными при ка либровке, то отношение

Я1 х) П ю х) 0 о(х)» 1,() 45

Uy(x) РГ, (х) U <>(x) остается неизменным и в диапазоне Ь

Однозначно определяет положение объекта®

С точки зрения повышения точности наиболее эффективной является сум» марио разностная обработка сигналов фотодетекторов, при этом реализуется дифференциально-нврмирующий метод иэ» йерений

Выходной сигнал ф(х) с вычислительного блока пропорционален ве личине смещения объекта . При на» ( личин собственного излучения объекта 8 либо засветке извне необходима модуляция излучения источников света или использование лазерных источников и установка перед фотодетекторами интерференционных светафильт." ров для отделения сигналов от фона, Предлагаемое устройство обладает высокой точностью измерений, так как .практически нечувствительно к колебаниям коэффициента отражения .конт ролируемого объекта.

Формула и з обретення

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее волоконно оптическую пару с источником излу чения и фотодетектором н измерительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено второй волоконно-оптической парой с источником излучения и фотодетектором, иден тичной первой, и объективом, предназначенным для установки между волоконно-оптическими парами и контро« лируемым объектом, волоконно-оптичес кие пары установлены так, что торцы волокон (пар), обращенные к объективу, расположены со взаимным сдвигом в параллельном и перпендикулярном оптической оси объектива направлениях, входы измерительного блока подключены соответственно к выходам фотодетекторов.

1589046

Составитель С,Грачев

Редактор Т,Парфенова Техред М,Дидык Корректор Н.Король

Закаэ 2530 Тираж 493 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раущская наб., д. 4/5

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101