Фотоэлектрический автоколлимационный нуль-индикатор угловых отклонений

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

, „„SU„„1 0942 А ц511 0 01 В 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

*«««««.,„ (21) 3485783/25-28 (22) 20.08.82 (46) 15.12.83. Бюл. Р 46 (72) Л.С.Привер (71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики при Горьковском государственном университете им.Н.И.Лобачевского (53) 531.743(088.8) (56) 1. Патент США М 4185239, кл. G 01 В 9/00, 1980.

2, Baker L,R. Proceedings of

the Conference of Optical Instrument

and. Technology. London 1962, р.212. (54)(57) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АВТОКОЛЛИМАЦИОННЫЙ НУЛЬ-ИНДИКАТОР УГЛОВЫХ

ОТКЛОНЕНИЙ, содержащий источник оп тического излучения и последовательно установленные по ходу луча диаф. рагму, светоделитель, объектив и зеркало, закрепляемое на контролируCO (Ь

С0

C)

4ь

Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ емом объекте, и электрически связанные позиционно-чувствительные фотоприемник и электронный блок об-,. работки сигнала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения

; точности индикации нулевого отклонения, он снабжен полупрозрачным зеркалом, установленным между объективом и зеркалом, закрепляемым на объекте ортогонально оптической оси объектива на расстоянии, меньшим фокусного расстояния объектива, электрооптическим затвором, размещенным между полупрозрачным зеркалом, закрепляемым на объекте, управляемым блоком питания источника излучения и стабилизированным генератором прямоугольных импульсов, соединенным выходом со входом блока питания источника излучения и входом электрооптического затвора.

1060942

Тираж 602 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,.ул.Проектная,4

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к измерению углового положения объектов; и может использоваться для индикации нулевого отклонения объекта от заданного положения. 5

Известен фотоэлектрический автоколлимационный нуль-индикатор, содержащий автоколлиматор.с фотодиодами, включенными по дифференциальной схеме С1 3.

Недостатком устройства является наличие дрейфа нуля, связанного с изменением чувствительности фотоприемника.

Наиболее близким к данному изоб- 15 ретению по технической сущности и достигаемому эффекту является фотоэлектрический автоколлимационныйнуль-индикатор угловых отклонений объекта, содержащий источник.оптического излучения и последовательно установленные по ходу луча диафрагму, светоделитель, .объектив и зеркало, закрепляемое на объекте, и электрически связанные позиционночувствительный фотоприемник и электронный блок обработки сигнала 2 1.

Недостатком устройства является низкая точность нуль-индикации изза дрейфа нуля.

Поставленная цель достигается тем, что фотоэлектрический автоколлимационный нуль-индикатор угловых отклонений, содержащий источник оптического излучения и последовательно установленные по ходу луча диафрагму, светоделитель, объектив и зеркало, закрепляемое на контролируемом объекте, и электрически связанные позиционно-чувствительный фотоприемник и электронный блок об- 40 работки сигнала, снабжен полупрозрачным зеркалом, установленным между объективом и зеркалом, закрепляемым на объекте ортогонально оптической оси объектива на расстоянии, 45 меньшим фокусного расстояния объектива, электрооптическим затвором, размещенным между полупрозрачным зеркалом, закрепляемым на объекте, управляемым блоком питания источни- 50 ка излучения и стабилизированным генератором прямоугольных импульсов, соединенным выходом со входом блока питания источника излучения и входом электрооптического затвора. 55

На чертеже показана схема фотоэлектрического автоколлимационного нуль-индикатора.

Нуль-индикатор содержит источник

1 оптического Излучения и по ходу луча диафрагму 2 светоделитель

ВНИИПИ Заказ 10024/41 объектив 4, в фокусе которого установлена диаФрагма 2, полупрозрачное зеркало 5, электрооптический затвор

6, зеркало 7, закрепляемое на объекте (не показан ), позиционно-чувствительный фотоприемник 8. Индикатор содержит также генератор 9 прямоугольных импульсов, управляемый блок

10 питания источника 1 излучения, соединенный входом с выходом генератора"9, а выходом с источником 1 излучения, а также электронный блок

11 обработки сигнала.

Нуль-индикатор работает следующим образом.

Источник 1 оптического излучения освещает диафрагму 2, изображение которой проецируется объективом 4 в бесконечность. На пути лучей после объектива 4 установлено полупрозрачное зеркало 5, частично возвращающее излучение, в результате чего изображение диафрагмы 2 строится на фотоприемнике 8.

Часть излучения, прошедшего через полупрозрачное зеркало 5 и открытый затвор б, полностью отражается зеркалом 7, в результате чего на фотоприемнике 8 строится еще одно автоколлимационное изображение .диафрагмы 2, положение которого связано с угловым положением зеркала 7. При подаче от генератора 9 импульса на блок 10 питания источника 1 излучения и электрооптический затвор б на фотоприемник 8 проецируется два автоколлимационных иэображения, одно из которых совпадает с эталонньм направлением оптической оси индикатора, а второе смещается пропорционально наклону зеркала 7. При этом переменный сигнал, снимаемый с каждой площадки фотоприемника 8 с частотой следования импульсов генератора 9 по амплитуде, связан с величиной отклонения зеркала 7, а по фазе — с направлением рассогласования. Изменение чувствительности каждой из площадок позиционно-чувствительного фотоприемника 8 влияет только н» постоянную составляющую сигнала и не фиксируется электронным блоком 11, так как с фотоприемника 8 всегда снимается сигнал, соответствующий нулевому рассогласованию, и сигнал, связанный с рассогласованием (наклоном зеркала 7). Электронный блок 11 преобразует разность этих сигналов с каждой площадки фотоприемника.

Таким образом компенсируется дрейф нуля в данном нуль-индикаторе, что повышает .точность индикации.