專利名稱：帶有切換窗口的雙指示光柵超長位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于長度計量領(lǐng)域中一種帶有切換窗口的雙指示光柵超長位移傳感器，用于長度計量。
本實用新型之前，目前在國內(nèi)外市場上最常見到的長光柵數(shù)顯尺，如圖1所示是由接長光柵尺1、單路指示光柵2、單路光電信號轉(zhuǎn)換器3組成的。接長光柵尺1是由多段光柵尺相接而成，每段的相接端需經(jīng)過高精度的精密光學(xué)加工，工藝復(fù)雜難度大、成本高，而且接縫處光電信號有較大失真，因而損失精度、影響測量速度和工作質(zhì)量。
為了克服上述缺點，本實用新型的目的在于簡化接尺工藝、降低成本、提高光電信號質(zhì)量，滿足市場對超長數(shù)顯光柵尺的需求。
本實用新型的詳細內(nèi)容如圖2所示是由多段超長尺4、帶有切換窗口的雙指示光柵5、切換窗口6、雙路光電信號轉(zhuǎn)換器7、切換窗口判別電路8組成的。
多段超長尺4是由相接端頭不需進行精密光學(xué)加工的，在兩相接端頭側(cè)面用金屬片貼在一起的多段尺制成的，并且在多段超長尺4上一邊刻制有透光和不透光相間分布的信號轉(zhuǎn)換區(qū)，如圖3所示。
帶有切換窗口的雙指示光柵5是在一塊玻璃基板上沿測量方向刻制兩組四裂項指示光柵，在該兩組指示光柵中間偏下位置刻制一個切換窗口6，如圖4所示。
帶有切換窗口的雙指示光柵5，以很小的間隙疊合在多段超長尺4上，兩者之間通過機械結(jié)構(gòu)移動，安裝時使切換窗口6對準(zhǔn)透光和不透光相間分布的信號轉(zhuǎn)換區(qū)；轉(zhuǎn)換區(qū)透光區(qū)的長度要大于帶有切換窗口的雙指示光柵5的長度。
工作原理說明帶有切換窗口的雙指示光柵5與多段超長尺4疊合有相對移動時，產(chǎn)生莫爾條紋，經(jīng)過雙路光電信號轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)換成兩路光電信號，用那一路光電信號由切換窗口6的電平來選擇，是由切換窗口6在透光區(qū)或不透光區(qū)的相對位置確定的，也就是說這個工作程序是定死的，無論怎樣相對移動，只要切換窗口6經(jīng)過接縫時、兩組裂相窗口所形成的光信號經(jīng)判別電路8就交替輸出，將接縫跨越。因而是不損失精度，工作速度與無接縫尺是一致的。
本實用新型的積極效果接尺工藝簡單，提高了接尺生產(chǎn)效率，并且容易制成多段超長尺，滿足市場需求。
由于采用切換窗口判別電路，避免了接縫處的光電信號失真，從而保證了測量精度。


圖1是已有技術(shù)的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是多段超長尺4上光柵刻線下邊刻制透光和不透光相間分布的信號轉(zhuǎn)換區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是帶有切換窗口6的雙指示光柵5的結(jié)構(gòu)示意圖，摘要附圖采用圖2。
最佳實施例多段超長尺4和雙指示光柵5的材料采用浮法玻璃。多段超長尺4的每兩段之間的接縫處采用的貼接金屬片的膨脹系數(shù)應(yīng)和浮法玻璃的膨脹系數(shù)接近一直。例如可用鑷45或鈦合金。切換窗口6的位置，應(yīng)在雙指示光柵5的中間偏下，切換窗口6的上沿應(yīng)低于雙指示光柵5各窗口的下沿。
權(quán)利要求1.帶有切換窗口的雙指示光柵超長位移傳感器，是由接長尺、指示光柵、光電信號轉(zhuǎn)換器組成的，其特征在于多段超長尺4是由相接端頭不需進行精密光學(xué)加工的，在兩相接端頭側(cè)面用金屬片貼在一起的多段尺制成的，并且在多段超長尺4上一邊刻制有透光和不透光相間分布的信號轉(zhuǎn)換區(qū)；帶有切換窗口的雙指示光柵5是在一塊玻璃基板上沿測量方向刻制兩組四裂項指示光柵，在該兩組指示光柵中間偏下位置刻制一個切換窗口6；帶有切換窗口的雙指示光柵5，以很小的間隙疊合在多段超長尺4上，兩者之間通過機械結(jié)構(gòu)移動，安裝時使切換窗口6對準(zhǔn)透光和不透光相間分布的信號轉(zhuǎn)換區(qū)；帶有切換窗口的雙指示光柵5的長度，要小于多段超長尺4上的信號轉(zhuǎn)換區(qū)的透光區(qū)的長度，帶有切換窗口的雙指示光柵5與多段超長尺4疊合有相對移動時，產(chǎn)生的莫爾條紋信號，由雙路光電信號轉(zhuǎn)換器7和判別電路8進行控制處理。
專利摘要帶有切換窗口的雙指示光柵超長位移傳感器,用于長度計量。帶有切換窗口的雙指示光柵與由多段光柵尺粘接而成的超長尺,通過機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)相對位移,切換窗口與各段光柵尺上透光區(qū)和不透光區(qū)的相對位置,決定了那一組指示光柵的輸出信號被選擇有效,實現(xiàn)了在各段光柵尺接縫處的兩組指示光柵的有序的交替切換工作,從而降低了多段光柵尺粘接的技術(shù)難度,避免了接縫處光信號的失真,保證了接尺精度,提高了工作速度。
文檔編號G01B11/02GK2349535SQ9823341
公開日1999年11月17日 申請日期1998年11月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月26日
發(fā)明者齊永武, 陳守忠, 李松澤 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械研究所