Датчик линейного перемещения объекта

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союа Советских

Содиалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 03.II.1971 (№ 1619188/25-28) с присоединением заявки №

Приоритет

М. Кл. G 01Ь 11/02

Комитет по делам изооретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 531.715.1(088.8) Опубликовано 28.XII.1972. Бюллетень ¹ 5 за 1973

Дата опубликования описания 27.II.1973

Автор изобретения

ВсесОЮЭИАЭ

; -,: „у;®-ХЕИЯЧГ

gQQT58i

А. С, Фельдман

Заявитель

ДАТЧИК ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в датчиках линейных перемещений, основанных на использовании интерферометров, и может найти применение в особо точном оборудовании микроэлектронной промышленности.

Известен датчик линейных перемещений, основанный на считывании интерференционных полос в интерферометре Майкельсона, содержащий источник когерентного излучения, смеситель лучей, оптическую систему, фотоприемники и счетчик импульсов.

В этом датчике луч света с помощью светоделительного зеркала расщепляется на два, один из которых направляется на неподвижно закрепленное зеркало, а другой — на зеркало, установленное на объекте, линейное перемещение которого измеряется. Подвижное и неподвижное зеркала выполняют роль смесителя лучей.

После отражения от зеркал лучи встречаются и интерферируются. В зоне интерференции неподвижно установлен фотоприемник, выдающий импульсы тока, число которых пропорциональHO:ïåðåìåùåíèþ. Импульсы подаются на счетчик, вырабатывающий информацию о перемещении измеряемого объекта. Для того, чтобы непрямолинейность направляющих, по которым движется объект, не влияла на точность измерений, зеркало, установленное на нем, выполняется в виде грпзмы — в комбинации с неподвижно закрепленным плоским зеркалом (система «кошачий глаз»).

Недостатком такой системы является то, что луч света четыре раза проходит измеряемый интервал, что увеличивает ошибку измерений из-за деформаций корпуса интерферометра, повышает требования к когерентности света.

1о Целью .изобретения является повышение точности измерений и снижение требований к когерентности света.

Для этого смеситель лучей выполнен в виде двугранного зеркала и двух линз, установлен15 ных так, что линзы фокусируют излучение у вершины двугранного зеркала. Две линзы, двугранное зеркало и фотоприемники предназначены для установки их на объекте неподвижно друг относительно друга.

20 На чертеже изображена оптическая схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит источник когерентного пз7)чения 1, призмы 2 и 8, смеситель лучей, состоящий из линз 4, б и двугранного зеркала

25 б, фотоприемники 7 и счетчик импульсов 8.

Датчик работает следующим образом.

Лучи света а и б от источника когерснтного излучения 1, напр tìåð лазера, направляются призмами 2 и 8 параллельно перемещени|о из30 меряемого объекта на линзы 4 и 5 соответ364838

Предмет изобретения

l .в

Фг-г.

Составитель Л. Лобзова

Техред А. Камышникова

Корректоры: А. Дзесова и Л. Царькова

Редактор В. Левятов

Заказ 272/8 Изд. № 81 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открьпий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раугнская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ственно. Линзы 4 и 5 фокусируют лучи вблизи вершины двугранного зеркала б, имеющего такой угол при вершине, что лучи пересекаются в плоскости фотоприемников 7. Линзы 4 и

5, двугранное зеркало б и фотоприемники 7 закреплены неподвижно относительно друг друга и установлены на объекте, линейное перемещение которого измеряется. При развороте измеряемого объекта из-за непрямолинейности направляющих, по которым он движется, произойдет изменение угла отражения лучей а и б от двугранного зеркала б, однако, поскольку лучи отражаются от одного и того же зеркала, то угол между лучами не изменится. Поэтому ширина интерференционных полос .сохранится. Эта система нечувствительна, в значительной мере к смещениям объекта направлении, перпендикулярном измеряемому перемещению,:поскольку фотоприемники

7, линзы 4, 5 и зеркало б установлены на самом объекте, и изменения разности хода лучей в точку их интерференции па поверхности фотоприемников не происходит.

Датчик линейного перемещения объекта, содержащий источник когерентного излучения, 10 смеситель лучей, оптическую систему, фотоприемники и счетчик импульсов, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности измерения, смеситель лучей выполнен в виде двугранно"o зеркала и двух линз, установленных так, что линзы фокусируют излучение у вершины двугранного зеркала, линзы, двугранное зеркало и фотоприемники предназначены для установки,их на объекте неподвижно относительно друг друга.