Компаратор линейных перемещений

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике.Целью изобретения является повышение точности при аттестации позиционно-чувствительных фотоприемников за счет трансформации перемещений каретки с отклоняющей оптической системой в перемещения зондирующего оптического изображения и минимизации коэффициента трансформации. Оптическая система. выполненная в виде двух зеркал 9, установленных на каретке 7, отклоняет световой луч, созданный осветителем 3, от оптической оси и направляет его на поверхность аттестуемого фотоприемника 17. Каретка 7 перемещается с заданным шагом вдоль направлякнцей 2, параллельной оптической оси осветителя 3. При этом отклоняющая оптическая система трансформирует перемещение каретки 7 .-:в перемещение зондирующего оптического изображения по чувствительной поверхности фотоприемника 17 с коэффициентом трансформации K 2sin6, где 6 - угол между плоскостями зеркал 9. Минимизация коэффициента трансформации К, достигаемая юстировкой зеркал 9, обеспечивает соответствующее уменьшение влияния погрешности перемещений каретки 7 на точность зондирования. 2 ил. ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (50 4 G 01 В 21/00

ОПИСАКИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4080532/24-28 (22) 01.07.86 (46) 15.04.88. Бюл. В 14 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (72) О.В. Ильина, С.С. Михейкин, И.А. Прошин и А.А. Сарвин (53) 531.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 943523, кл. G 01 В 9/04, 1982. (54) КОМПАРАТОР ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к контроль. но-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности при аттестации позиционно-чувствительных фотоприемников за счет трансформации перемещений каретки с отклоняющей оптической системой в перемещения зондирующего оптического изображения и минимизации коэффициента трансформации. Оптическая система, „„SU„„1388720 выполненная в виде двух зеркал 9, установленных на каретке 7, отклоняет световой луч, созданный освети.телем 3, от оптической оси и направляет его на поверхность аттестуемого фотоприемника 17. Каретка 7 перемещается с заданным шагом вдоль направляющей 2, параллельной оптической оси осветителя 3, При этом отклоняющая оптическая система трансформирует перемещение каретки 7 в перемещение зондирующего оптического изображения по чувствительной поверхности фотоприемника 17 с коэффициентом трансформации K=2sinh, где Ь вЂ” угол между плоскостями зер- кал 9. Минимизация коэффициента трансформации К, достигаемая юстировкой зеркал 9, обеспечивает соответствующее уменьшение влияния погрешности перемещений каретки 7 на точность зондирования. 2 ил.

1388720

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для аттестации позиционно-чувствительных фотоприемников.

Цель изобретения — повышение точности аттестации позиционно-чувствительных фотоприемников за счет трансформации перемещений каретки с отклоняющей оптической системой в перемещения зондирующего оптического изображения.

На фиг. 1 изображена структурная схема компаратора линейных перемещений; на фиг. 2 — оптическая схема 15 компаратора линейных перемещений.

Компаратор линейных перемещений содержит основание 1 с направляющей 2, осветитель 3, состоящий из источника 4 света, диафрагмы 5 и объ- 20 ектива 6, установленный на основании

1 так, что его .оптическая ось параллельна направляющей 2, каретку 7, установленную на направляющей 2 с возможностью перемещения по ней и снабженную двумя стойками 8, на которых жестко закреплены два зеркала 9 и блок 10 крепления фотоприемника, предназначенную для установки аттестуемого фотоприемника 17, блок 11 об- 30 работки сигналов, вход которого предназначен для подключения к нему выхода аттестуемого фотоприемника, злектропривод 12, кинематически связанный с кареткой 7 и предназначенный для ее перемещения, формирователь 13 сигналов образцовой меры длины; состоящий из ждущего перестраиваемого генератора 14 импульсов стабилизированной частоты и датчика щ

15 скорости перемещения каретки 7, выходом соединенного со входом 1 генератора 14, а входом связанного с кареткой 7, и блок 16 управления, вход I которого соединен с выходом генератора 14, вход II — с. выходом блока 11 обработки сигналов, выходы

I u II соединены с соответствующими входами электропривода 12, à III u

IV " соответственно с входами II u

III генератора 14, Зеркала 9 устанавливают на каретке 7 по ходу светового луча, создаваемого осветителем 3, так, чтобы они образовывали отклоняющую оптическую систему, а блок 10 крепления фотоприемника размещают на каретке

7 так, чтобы при установке на него аттестуемого фотоприемника 17 его фоточувствительная поверхность была ориентирована перпендикулярно оптической оси осветителя 3 и отстояла от главной плоскости объектива 6 на расстояние, равное а == f (1+ч) -1 (s in2d+s in2<)—

-t f (1+v) -й )зз.п26, а центр фоточувствительной поверхности был смещен относительно оптической оси объектива 6 на величину, равную

|= (f (1+v) -d 3(1-соз2Ь) —, (2) -1(соз2А-cos26) f (1+v) -d и,- 22E21 — .D- silat, (3) второе зеркало:

f (1+v) -(6+1) (4) где D,q — - выходной зрачок объектива.

Компаратор линейных перемещений работает следующим образом.

Аттестуемый фотоприемник 17 уста" навлнвают на блок 10 крепления фотоприемника и подключают выходом к входу блока 11 обработки сигналов.

Каретку 7 выводят в одно из крайних положений, при котором изображение

I где f — фокусное расстояние осветительного объектива 6;

v — линейное увеличение освети тельного объектива 6;

1 — расстояние между следами пересечения оптической оси объектива 6 с зеркалами 9; — угол между оптической осью объектива 6 и плоскостью первого по ходу лучей из зеркал 9;

G — угол между плоскостями первого и второго зеркал 9;

d — - расстояние между узловой точкой объектива и следом пересечения его оптической оси с плоскостью первого по ходу лучей из зеркал 9 в среднем положении каретки 7.

Отражающие поверхности зеркал 9 имеют следующие (минимальные) размеры: первое зеркало

20 4

t ческого изображения диафрагмы 5 по поверхности позиционно-чувствительного фотоприемника 17, определяемое соотношением

13887

S =S 2 sin G, k=2sin о, (6) 0(Ы2. (7) диафрагмы 5 заведомо не проецируется на поверхность фотоприемника 17.

На шкале формирователя 13 сигналов образцовой меры длины переключателем

5 частоты устанавливают номинальную частоту импульсов, заранее рассчитанную из условия номинального шага индикации положения каретки 7 и скорости ее перемещения. Включают источники стабилизированных напряжений питания компаратора линейных перемещений (не показаны). При этом сигналом с выхода I блока 16 управления включается электропривод 6, который перемещает каретку 7. В процессе движение каретки 7 оптическое изображение диафрагмы 5 перемещается по чувствительному слою фотоприемника

17, на выходе которого формируются 2О фотоэлектрические сигналы, поступающие в блок 11 обработки сигналов. В блоке 11 обработки сигналов в момент начала этого сигнала выделяется импульс, поступающий на вход II блока 25

16 управления, который формирует . импульс начала отсчета и посылает его с выхода III на вход II ждущего перестраиваемого генератора 14 стабилизированной частоты. От этого импульса генератор 14 запускается и начинает генерировать последовательность калиброванных по времени и амплитуде импульсов с вышеуказанной номинальной частотой. B процессе перемещения каретки 7 датчик 15 измеряет скорость ее перемещения. Сигнал, соответствующий скорости перемещения каретки 7, поступает на вход

I генератора 14 в соответствии с изменением скорости перемещения каретки 7. Последовательность коротких импульсов с выхода генератора 14 стабилизированной частоты поступает на вход I блока 16 управления. По окончании аттестации блок 16 управления формирует сигнал "Конец цикла измерений", поступающий с выхода IV блока 16 управления на вход III генератора 14,. и приостанавливающий генерацию импульсов на время, необходи50, мое для замены фотоприемника 17 на блоке 10 крепления фотоприемника.

Каждому линейному приращению перемещения каретки 7, величина которого определяется частотой импульсов генератора 1.4 и скоростью перемещения каретки 7, соответствует пропорциональное линейное перемещение оптиI где S — величина перемещения оптического изображения;

S — величина перемещения каретки 7; ь — угол между отражающими поверхностями зеркал 9.

Ход S каретки определяется исходя из размеров аттестуемого фотоприемника так, чтобы центральное положение каретки 7 находилось на расстоянии, равном величине d, входящей в формулу (I).

Коэффициент k трансформации перемещения равен отношению величин

S /S входящих в формулу (5): н может изменяться в пределах, определяемых неравенством

Таким образом, путем минимизации коэффициента k трансформации уменьшается влияние на точность перемещений зондирующего луча погрешности, вносимой неточностью шагового перемещения каретки 7. Предельная степень минимизации определяется качеством юстировки зеркал 9. формула изобретения

Компаратор линейных перемещений, содержащий основание с направляющей, каретку, установленную с возможностью перемещения по направляющей, электропривод, кинематически связанный с кареткой, формирователь сигналов образцовой меры длины, состоящий из ждущего перестраиваемого генератора импульсов стабилизированной частоты и датчика скорости перемещения каретки, выход которого соединен с первым входом ждущего перестраиваемого генератора импульсов стабилизированной частоты, а вход связан с кареткой, блок управления, первый вход которого соединен с выходом ждущего перестраиваемого генератора импуль1388720 6 светового луча оптической отклоняющей системой, состоящий иэ двух стоек, установленных на каретке, и двух плоских зеркал, жестко закрепленных на стойках, при этом отражающие поверхности зеркал расположены под заранее заданным углом друг к другу, и блоком крепления фотоприемника, рабочая плоскость которого перпендикулярна оптической оси осветителя, а также блоком обработки сигналов, вход которого предназначен для подключения к нему выхода аттестуемого фотоприемника,авыход соединен с вторьм входом блока управления. сов, стабилизированной частоты, первый и второй выходы соединены с соответствующими входами электропривода, а третий и четвертый выходы соединены соответственно . с вторым и третьим входами ждущего перестраиваемого генератора импульсов стабилизированной частоты, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности аттестации позиционно-чувствительных фотоприемников, он снабжен осветителем, установленным на основании так, что его оптическая ось параллельна направляющей, и расположенными по ходу

Составитель О.. Смирнов

Редактор А. Ревин Техред И.Верес Корректор Н. Король

Заказ 1570/42 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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