Оптико-механическое сканирующее устройство

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточных измерений перемещений. Цель изобретения - повышение разрешающей способности устройства. Размещенный в корпусе 2 цилиндр 5 винтового сканатора с прямоугольной в осевом сечении винтовой канавкой 6 установлен под углом УК оптической оси устройства, определяемым из определенного условия . Оптическое излучение от источника 10 через призматический коллис N5 СО О) со со N

С01ОЭ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИК

РЕСПУБЛИК sO e. С 02 В 26/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1 154633 (2l) 3969460/24-10 (22) 23.10.85 (46) 15.03.87. Бюх1. Ф 10 (71) Ереванский политехнический институт им. К. Маркса (72) П. Л. Бабалянц, Г. А, Арутюнян и Р, А. Мовсесян (53) 535 ° 825. 21(088. 8) (56) Мовсесян Р, А. и др. Устройство для регистрации положения оси светового пучка. - Геодезия и картография, 1974, Ф 1, с, 23-29.

Авторское свидетельство СССР

У 1154633, кл. G 02 В 26/08, 1985.

„„SU„„1296990 A 2 (54) ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточных измерений перемещений. Цель изобретения— повышение разрешающей способности устройства, Размещенный в корпусе 2 цилиндр 5 винтового сканатора с прямоугольной в осевом сечении винтовой канавкой 6 установлен под углом 1 к оптической оси устройства, определяемым из определенного условия. Оптическое излучение от источника 10 через призматический колли1296990

P ) Х /cos(p + в) матор 11 попадает на сканатор и проХодит через просвет между пазом корпуса и винтовой канавкой 6, В момент попадания сканирующего луча на объект 14 измерений формируется теИзобретение относится к измерительной технике и может быть Нс польэовано для высокоточных измереНий перемещений, смещений, а также размеров объектов измерений в машиностроении, геодезии и т.д.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности, На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — разрез А-А иа фиг, 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. !.

У строй ство содержит при вод (не показан), включающий реверсивный электродвигатель, обеспечивающи.! изменение направления сканирования, редуцирующую передачу, например зубчатую, с шестернями 1 (на фи... 1 показана ведомая), корпус 2 с прямо-. угольным сквозным пазом 3 на маске, крышку 4 и собранный в корпусе цилиндр 5 с прямоугольной ВННТоВоН канавкой 6, нарезанной пс д углом подъема; имеющим шаг, определяемый по формуле где l — диапазон сканирования устск ройства.

Устройство также. содержит систему "Начало отсчета, состоящую иэ источника 7 иэлуч ния, проходящего через отверстие 8 диаметром, равным ширине винтовой канавки на цилиндре 5 и фотоприемника 9, систему "Kneed отсчета", состоящую из источника 10, призматического коллиматора

11, осуществляющего коллимацию и формирование оптического излучения штриховой формы и фотоприемника 12 с фокусирующей линзой 13, Между сканатором и собирающей линзой 13 располагается объект 14 измерения, Мас" сивный цилиндр 5 одновременно явля-ется маховиком. Сканатор крепится на невой си гнал "Ko нец от счета, Измеряемый параметр определяется по количеству импульсов в изме ряемом интервале времени

3 ил. кронштейне, обеспечивающем установку и фиксацию в требуемом положении, причем вращение сканатора осуществляется вокруг оси 0 (фиг. ), пересекающейся с осью цилиндра по середине диапазона сканирования (кронштейн на фигурах не показан).

Устройство работает следующим образом, I

От источника 10 излучения оптическое излучение через призматический коллиматор 11 направляется на сканатор и проходит через паэ 3, находящийся в касательной к цилиндру 5 плоскости на расстоянии R от оси (R " средний радиус прямоугольной винтовой канавки) . Далее избранный луч проходит через просвет, образующийся между пазом 3 в корпусе и винтовой канавкой 6 на цилиндре 5. При вращении цилиндра просвет получает движение в направлении сканирования, обеспечиваемое направлением вращения цилиндра 5 и направлением канавки 6, Ось вращения цилиндра 5 смещают на угол ч в плоскости падения оптического излучения относительно направления сканирования.

Угол Ч определяют по формуле где ф — дополнительный угол, формирующий форму поперечного се" чения сканирующего луча.

35 Ксли объект измерения (или его край) расположен перпендикулярно направлению сканирования, то необходимая форма поперечного сечения луча должна быть прямоугольной, Получение прямоугольной формы поперечного сечения сканирующего луча с размерами а. ° b где а — ширина прямоугольной винтовой канавки 3, а Ь вЂ” ширина паза 3 на маске, осуществляется смещением оси вращения сканатора на угол

1 969 — при этом 1 =0, т. е. угол смещения принимается равным углу подъема прямоугольного винтового лаза сканатора.

Если объект измерения (или его край) расположен под некоторым углом

A/0 относительно направления, перпе ндикуляр ного направлению ск анир ования, то смещением оси вращения сканатора на угол %=A+ обеспечи- 10 вает ся получение р авнобедр енной тр апеции, а при ф= 1» — равнобедренного треугольника с углом наклона задней стороны поперечного сечения сканирующего луча относительно на- t5 правления, перпендикулярного направлению сканирования, равного

Указанное получается за счет перекрытия оптического излучения набегающей и сбегающей боковыми поверхнос- 20 тями винтовой канавки. Максимальное значение составляющей угла ф смещения ограничивается принятым размером осевого сечения прямоугольной винтовой канавки и определяется нэ условия а

1У1 „ с агс К 2h

904 ло отсчета" с помощью источника 7 и фотоприемника 9 излучения, установленных в канавке 6 корпуса, Канавка

6 также расположена под углом 3 в любом удобном месте в корпусе с условием, что сигнал засветки на фотоприемнике 9 формируется одновременно или раньше сигнала начала засветки на выходе фотоприемника 12. Сформированный интервал времени заполняется опорной частотой, а искомый измеряемый размер f „определяется по количеству импульсов, уместившихся в измеряемом интервале времени, которое осуществляется в электронном блоке обработки информации. формула изобретения

Оптико-механическое сканирующее устройство по авт. св. Ô 1154633, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способ-, ности, цилиндр винтового сканатора с нарезанной прямоугольной в осевом сечении винтовой каиввкой установлен под углом к оптической оси устройства, а угол у определяют из условия

h — глубина прямоугольной винто- 30 вой канавки, причем форма поперечного сечения сканирующего луча не изменяется so всем диапазоне сканирования.

В пределах диапазона сканирования З5 сканирующий луч засвечивает фотоприемник 12, а при попадании луча на контролируеиий объект 14 создается теневой сигнал мКонец отсчета", соответствующий концу интервала време- 40 ни измерения. Сигнал начала интервала времени формируется узлом мНача9= А-3 где А — угол подъема прямоугольной винтовой канавки цилиндра; у — дополнительный угол, формирующий поперечное сечение сканирующего луча, причем а а arctg —, макс

2h где а и h — - соответственно ширина и глубина прямоугольной винтовой канавки.

1 296990

4-А

9 ие. 2

НО

@ 13. 8

Составитель С. Соколов

Техред М. Ходаннч Корректор А. Зимокосон

Редактор А. Ренин

Заказ 776/49 Тирам 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I)З0З5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4