Автоколлиматор

 

АВТОКОЛПИМАТОР, содержащий источник излучения и последовательно расположенные по ходу излучения , диафрагму, светоделитель, дeляIщ й излучение на два потока, в одном из которых последовательно расположены объектив и отражатель с многогранной отражающей поверхностью, а в другом - отсчетный блок, отличающийся тем, что, с целью определения угла поворота одновременно по двум координатам, он снабжен плоскими линейными поляризаторами , расположенными на .гранях отражателя , грани многогранной отражающей поверхности образованы сечением сферической поверхности шарового сегмента плоскостями, перпендикулярными к его радиусам-верторам, и блоком вращения плоскости поляризации, расположенным между диафрагмой и светоQ 9 делителем, а линейные поляризаторы выполнены идентично наружной поверх (Л ности отражателя с азимутами поляризации на каждой грани, отличающимис ся друг от друга. ОО СО 4аь

С01ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3,5„ G Ol В 11/26

«Ъ»

2Фдд

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2637057/25-28 (22) 28. 06. 7.8 (46) 30.04.84. Бюл 119 )6 (72) H.Ä.Áîíäàðåíêo (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им, В.И.Ленина (53) 53:1.715.27(088. 8) (56) 1. Гукайло И.Я. Автоколлимация.

М.-Киев, 11ашгиз, с. 6,1963.

2. Авторское свидетельство СССР

1Ф 406118, кл. С О! В 11/26, 1973 (прототип). (54 )(57) АВТОКОЛЛИМАТОР, содержащий источник излучения и последовательно расположенные по ходу излучения диафрагму,. светоделитель, делящий излучение на два потока, в одном из которых последовательно располо„„SU„„1 89407 А жены объектив и отражатель с многогранной отражающей поверхностью, а в другом - отсчетный блок, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью определения угла поворота одновременно по двум координатам, он снабжен плоскими линейными поляризаторами, расположенными на .гранях отражателя, грани многогранной отражающей поверхности образованы сечением сферической поверхности шарового сегмента плоскостями, перпендикулярными к его радиусам-верторам, и блоком вращения плоскости поляризации, расположенным между диафрагмой и светоделителем, а линейные поляризаторы выполнены идентично наружной поверхности отражателя с азимутами поляризации на каждой грани, отличающимися друг от друга.

407 2! .1089

Изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено для дистанционного контроля взаимного положения объектов, не связанных жестко один с другим, и может

5 быть использовано для выставления и юстировки подвижных объектов, для измерения деформаций элементов конструкций при проведении точных метрологических работ.

Известен автоколлиматор, содержа" щий на одном объекте источник излучения, светоделитель, объектив и отсчетный блок, а на другом — отражатель в виде плоского зеркала 1).

Недостаток автоколлиматора — малый угловой диапазон работы, ограниченный угловыми размерами поля зрения объектива.

Наиболее близким к изобретению является автоколлиматор, содержащий источник излучения и последовательно расположенные по ходу излучения диафрагму, светоделитель, делящий излучение на два потока, в,одном из р5 которых последовательно расположены объективн отражатель с многогранной отражающей поверхностью, а в другомотсчетный блок 2).

Недостатком известного автоколлиматора является невозможность опре" деления угла поворота контролируемого объекта одновременно по двум координатам.

Цель изобретения — определение угла поворота одновременно по двум координатам.

Указанная цель достигается тем, что автоколлиматор, содержащий источник излучения и последовательно расположенные по ходу излучения диа" фрагму, светоделитель, делящий излучение на два потока, в одном из которых последовательно расположены объектив и отражатель с многогранной 4>

Отражающей поверхностью, а в другомотсчетный блок, снабжей плоскими линейными поляризаторами, расположенными на гранях отражателя, грани многогранной отражающей поверхности образованы сечением сферической поверхности шарового сегмента плоскостями, перпендикулярными к его радиусам-векторам, и блоком вращения плоскости поляризации, расположенным между диафрагмой и светоделителем, а линейные поляризаторы выполнены идентично наружной поверхности отражателя с азимутами поляризации на каждой грани, отличающимися друг от друга.

На чертеже представлена оптическая схема автоколлиматора. устройство содержит источник 1 излучения и последовательно расположенные по ходу и"лучения диафрагму 2, блок 3 вращения плоскости поляриза" ции, светоделитель 4, делящий излучение на два потока, в одном из которых последовательно расположены объектив 5, отражатель 6 в виде многогранника с отражающей наружной поверхностью, выполненный в виде шаро" вого сегмента, нормали к отражающим граням которого совпадают с радиусами-векторами вписанного шарового сегмента с азимутами поляризации на каждой грани, отличающимися друг от друга, Линейные поляризаторы 7 расположены на гранях отражателя. Во втором . потоке излучения расположен отсчетный блок 8.

Автоколлиматор работает следующим образом.

С помощью источника 1 излучения, диафрагмы 2, блока 3 вращения плоскости поляризации, светоделителя 4 и объектива 5 формируется коллимированный световой пучок с вращающейся плоскостью поляризации и направляется на контролируемый объект (не показан). На объекте световой пучок проходит линейный поляризатор 7 и попадает на отражатель 6, становясь иэ модулированного по плоскости поляризации модулированным по интенсивности с частотой, в два раза превьппающей частоту вращения плос-. кости поляризации. Возвращенный отражателем 6 световой пучок в общем случае распадается на Й пучков, где

N - количество отражающих граней отражателя 6, иа которые нопадает излучение источника I. Направление распространения каждого пучка определяется ориентацией соответствующей отражающей грани и отличается для каждого из соседних пучков на угол 2 аС .

Фаза модуляции каждого из отраженных пучков определяется азимутом поляризации линейного поляризатора 7, которую он имеет в пределах каждой соответствующей отражающей грани.

Если азимут. поляриэации поляризатора 7 на каждой грани отличается .последовательно на угол У, то фаза модуляции каждого отраженного пучка будет отличаться на угол 2 f т. е.

089407 4 гистрируеьый пучок, и ее ориентацией в конструкции отражателя 6. Кодирование углового положения и номера каждой отражающей грани при помощи фиксирования азимута поляризации линейного поляризатора 7 в пределах каждой грани производится заранее.

Полный угол поворота отражателя 6 равен сумме углов, один из которых

lp определяется непосредственно по автоколлимации от грани отражателя 6, а другой - по фазе выходного сигнала, связанной с йомером и ориентацией этой грани.

Угловой диапазон работы автоколлиматора определяется количеством отражающих граней многогранника в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В пределе угловой диапазон работы автоколлиматора может достигать 360 .

Таким образом, предлагаемый автоколлиматор позволяет измерять угловое положение объекта одновременно по двум координатам. она однозначно связана с номером и исходной ориентацией грани в отража.теле 6. В объектив 5 попадает только тот световой пучок, угол отклонения которого от оптической оси объектива 5 не, превышает половины углового размера поля зрения автоколлиматора.

Полный угол поворота отражателя 6 определяется следующим образом.

После того, как один из отраженных пучков попал в объектив 5 с помощью отсчетного блока 8, обладающего позиционной чувствительностью, измеряется угол поворота отражающей грани, порождающий регистрируемай световой пучок, в пределах поля зрения автоколлиматора, т.е. в пределах угла *, как в обычном автоколлиматоре с отражателем в виде плоского зеркала ..

Одновременно. в отсчетном блоке измеряется фаза выходного электрического сигнала, однозначно связанная с номером отражающей грани отражателя 6, от которой сформирован реЗаказ 2918/37 Тирай 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная 4,Составитель Н. Захаренко

Редактор А. Курах Техред C.Èèãóíoâà Корректор А. Дэятко