Устройство для контроля малых угловых смещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля малых угловых смещений объектов . Целью изобретения является повышение точности контроля. Пучок лучей источника 1 когерентного излучения отражается от зеркала 2 и проходит через светоделители 3 и 4, двугранный отражатель 5, отражается от зеркала 6 (система двугранный отражатель 5 и зеркало 6 обеспечивает разделение пучка лучей на два 1д и 1), а затем от отражателя 8. Если отражатель 8 перпендикулярен оптической оси устройства. то отраженные от него пучки лучей, пройдя в обратном направлении двугранный отражатель 5, отразившись от зеркала 6, пройдут через светоделитель 4 и, отразившись от светоделителя 3, сформируют на входе регистратора 7 световое пятно. Поворот отражателя 8 на угол а приводит к повороту пучков лучей Ц и 1 после отражения от отражателя на угол 2а. Эти пучки лучей после двугранного отражателя 5 и зеркала 6 частично проходят через светоделитель 4, а частично отражаются от него. Прошедшие пучки лучей после отражения от светоделителя 3 сформируют на входе регистратора 7 два световых пятна, расстояние между которыми пропорционально углу а. Отраженные от светоделителя 4 пучки лучей повторяют ход первоначального пучка лучей и после отражения от отражателя 8, а затем после двугранного отражателя 5, зеркала 6, светоделителей 4 и 3 сформируют на входе регистратора 7 световые пятна, при этом расстояние между крайними световыми пятнами будет пропорционально углу 4а и т. д. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.Я0„„1416865 А 1

151 4 G 01 В 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ 14 ОТНРЫТИЙ (2! ) 4123468/24-28 (22) 25.09.86 (46) 15.08.88. Бюл. № 30 (72) К. А. Волков, А. В. Климов, В. Н. Куликов, P. С. Маликов и А. Н. Малов (53) 531.71(088.8) (56) Патент Японии № 57-8403, кл. G 01 В 11/26, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАЛЫХ УГЛОВЫХ СМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля малых угловых смещений объектов. Целью изобретения является повышение точности контроля. Пучок лучей источника когерентного излучения отражается от зеркала 2 и проходит через светоделители 3 и 4, двугранный отражатель 5, отражается от зеркала 6 (система двугранный отражатель 5 и зеркало 6 обеспечивает разделение пучка лучей на два 1д и I ), а затем от отражателя 8. Если отражатель 8 перпендикулярен оптической оси устройства, то отраженные от него пучки лучей, пройдя в обратном направлении двугранный отражатель 5, отразившись от зеркала 6, пройдут через светоделитель 4 и, отразившись от светоделителя 3, сформируют на входв регистратора 7 световое пятно. Поворот отражателя 8 на угол сс приводит к повороту пучков лучей 1, и 1 после отражения от отражателя на угол 2а. Эти пучки лучей после двугранного отражателя 5 и зеркала 6 частично проходят через светоделитель 4, а частично отражаются от него. Прошедшие пучки лучей после отражения от светоделителя 3 сформируют на входе регистратора 7 два световых пятна, расстояние между которыми пропорционально углу а. Отраженные от светоделителя 4 пучки лучей повторяют ход первоначального пучка лучей и пос- Ж ле отражения от отражателя 8, а затем после двугранного отражателя 5, зеркала 6, све- /Я тоделителей 4 и 3 сформируют на входе у регистратора 7 световые пятна, при этом расстояние между крайними световыми пятнами будет пропорционально углу 4п и т. д.

1 ил. « »

«М»

С5

Cb

С

1416865

10 l5

Формула изобретения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля малых угловых смещений объектов.

Цель изобретения — повышение точности контроля за счет обеспечения с помощью светоделителя многократного отражения пучков лучей от отражателя, скрепляемого с контролируемым объектом, при этом увеличивается линейное смещение световых пятен на входе регистратора.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 когерентного излучения и последовательно установленные по ходу пучка лучей зеркало 2, расположенное под углом 45 к оптическои оси источника 1 когерентного излучения. светоделитель 3, расположенный под углом

45 к оптической оси устройства, светоделитель 4 и расположенный перпендикулярно к оптической оси устройства двугранный отражатель 5 с тупым углом при вершине, грани которого выполнены со светоделительным покрытием, установленный так, что биссектриса двугранного угла перпендикулярна к оптической оси устройства, зеркало 6, оптически связанное с внешними гранями двугранного отражателя 5 и установленное так, что нормаль к нему перпендикулярна к оптической оси устройства и ребру двугранного отражателя 5, регистратор 7, оптически связанный со светоделителем 3, отражатель 8, предназначенный для скрепления с контролируемым объектом (не показан) и оптически связанный с выходной гранью двугранного отражателя 5.

Устройство работает следующим образом.

Пучок лучей источника 1 когерентного излучения отражается от зеркала 2 и проходит через светоделители 3 и 4. Первая грань двугранного отражателя 5 делит пучок лучей на два, первый из них I проходит через грани двугранного отражателя, не изменяя своего направления, а второй 1 отражается последовательно от первой грани двугранного отражателя 5, затем от зеркала 6 и от второй грани двугранного отражателя 5, после чего вместе с пучком лучей 1„. отражается от отражателя 8.

В начальном положении контролируемого объекта отражатель 8 перпендикулярен к оптической оси устройства. В этом случае пучки лучей 1, 1 после отражения от отражателя 8 пройдут в обратном направлении двугранный отражатель 5, зеркало 6, светоделитель 4 и, отразившись от светоделителя 3, попадут на вход регистратора 7, где сформируют одно световое пятно.

Регистратор 7 может быть выполнен в виде линейки ПЗС с блоком обработки сигнала.

Угловое смещение контролируемого обьекта приводит к повороту отражателя 8 на угол 2а. В этом случае пучки лучей I„и I

2 после отражения от отражателя 8 образуют угол 2а с оптической осью устройства.

Пройдя через двугранный отражатель 5 и зеркало 6, пучок лучей 1 отклонится от оптической оси устройства на угол 2а, но в другом направлении по отношению к пучку лучей 1„, пройдя через светоделитель 4 и отразившись от светоделителя 3, эти пучки лучей сформируют на входе регистратора два световых пятна, расстояние между которыми пропорционально углу а.

Часть пучков лучей при прохождении через светоделитель 4 отразится в обратном направлении, пройдет через двугранный отражатель 5, отразится от зеркала 6, отражателя 8, затем опять пройдут через двугранный отражатель 5, отразится от зеркала 6, пройдет через светоделитель 4, отразится от светоделителя 3 и сформирует на входе регистратора 7 четыре световых пятна.

При этом расстояние между крайними световыми пятнами пропорционально углу 4а.

Таким образом, за счет многократного отраженкя пучков лучей от отражателя 8 линейное смещение световых пятен на входе регистратора 7 во много раз превышает смещение светового пятна при однократном отражении от отражателя 8, что приводит к повышению точности контроля. Количество регистрируемых отражений световых пучков от отражателя 8 определяется установкой соответствующего порогового уровня чувствительности регистратора, так как при многократных отражениях уменьшается интенсивность пучков лучей.

Устройство для контроля малых угловых смещений, содержащее источник когерентного излучения и последовательно расположенные по ходу пучка лучей двугранный отражатель с тупым углом при вершине, грани которого выполнены со светоделительным покрытием и установленный так, что биссектриса двугранного угла перпендикулярна к оптической оси устройства, зеркало, оптически связанное с внешними гранями двугранного отражателя и установленное так, что нормаль к нему перпендикулярна к оптической оси устройства и ребру двугранного отражателя, и регистратор, отличаюи ееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено первым светоделителем, установленным между источником когерентного излучения и двугранным отражателем под углом 45 к оптической оси устройства, вторым светоделителем, установленным между первым светоделителем и двугранным отражателем перпендикулярно к оптической оси устройства, и отражателем, предназначенным для скрепления с контролируемым объектом и оптически связанным с выходной гранью двугранного отражателя, а регистратор оптически связан с первым светоделителем.