Оптико-электронное устройство для измерения угловых отклонений объекта

 

Изобретение позволяет измерять углы разворота объекта вокруг коллимационных осей. Целью изобретения является повьшение точности измерения за счет зеркального умножения величины углового отклоне1шя объекта. Формируют изображение марки 1 коллиматора с помощью обьектива 6 на одном из двух торцов волоконно-оптического жгута 7, предназначенном для закрепления совместно с объективом 6 на. контролируемом объекте. Одновременно с помощью проекционного объектива 8 изображение марки 1 коллиматора проектируют на другой торец жгута 7. Переносят каждое изображение марки по волоконно-оптическому жгуту 7 на его противоположный торец и в обратном ходе излучения каждое из изображений проектируют на позиционночувствительный регистрирующий блок 9, расположенный в фокальной плоскости коллиматорного объектива 3. С коллиматорным объективом 3 и объективом 6 скреплены светоделительные пластинки 4,5-, формирующие серию изображений марки убьшающей интенсивности на регистрирующем блоке 9. По линейному смещению крайних зарегистрированных изображений марки 1 вычисляют угловые развореоты о&ьекта. 2 ил. сл

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:,,:, И A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ -R4 ? ( (61) 1348641 (21) 4217471/24-28 (22) 30.03.87 . (46) 15.!1.88. Бюл. !". 42 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) Г.В.Бреенков и Э.Д.Папков (53) 531.742 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1348641, кл. G Ol В 11/26, 21.01.86. (54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ И31"!ЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ OTIQIOIIFIKA

ОБЬЕКТА (57) Изобретение позволяет измерять углы разворота объекта вокруг коллимационных осей, Целью изобретения является повьппение точности измерения за счет зеркального умножения величины углового отклонения объекта. формируют иэображение марки 1 коллиматора с помощью обьектива 6 на одном из двух торцов волоконно-оптичес„„Я0„„1437683 А 2 (51)4 С 01 В !1 26 кого жгута 7, предназначенном для закрепления совместно с обьективом б на. контролируемом объекте. Одновременно с помощью проекционного объектива 8 иэображение марки 1 коллиматора проектируют на другой торец жгута

7. Переносят каждое изображение марки по волоконно-оптическому жгуту 7 на его противоположный торец и в обратном ходе излучения каждое иэ изображений проектируют на позиционночувствительный регистрирующий блок

9, расположенный в фокальной плоскости коллиматорного объектива 3.

С коллиматорным объективом 3 и объективом б скреплены светоделительные пластинки 4 5; формирующие серию изображений марки убывающей интенсивности на регистрирующем блоке 9. По линейному смещению крайних зарегистрированных изображений марки 1 вычисляют угловые разворвты объекта.

2 ил.

1437683

Изобретение относится к измерительной технике и мажет быть испальэовано,цля измерения угловых отклоне>D -H o ъек а о

Цель изобретения — поныл>ение та:.— насти измерения за с ->ет зеркального умножения величины углового отклоне-ния объекта.

Яа фиг,1 приведена принципиапь- »0 ная схема предлагаемого у-.трайстна; на фиг.2 - иэображение марки на регистрирующем блоке при наличии yr" лонога отклонения объекта,.

Устройства содержит источник из- 15 лучения (не па к аз àí»,, марку 1, сн етаделительный элемент 2, каллиматорнь>й объектив 3, первую светоделительную пластинку 4, соединенную с каллкматорным объективам 3, вторую свето- 20 делительную пластинку 5, объектив 6, с которым соединена вторая светоделительная пластинка 5, регулярный волоконно=-оптический жгут 7, один торец катарагс устананлен в фокаль- 2- > ной плоскости объектива 6., проекционный объектив 8> н плоскости предметов которого установлен другой торец жгута 7, и позиционно-чувствительный регистрирующий блок 9, например ПЗС- 30 матрица, установленный в фокальной плоскости коллиматарнага Объектива

3 в плоска-:òè изображения проекционного объектива 8. Проекционный объектив 8 оптически связан с ре3 > гистрирующим блокам 9 через снетаделительный элемент 2.

Объектив 6 вторая светаделительная пластинка 5 и торец волоконноонтическага жгута 7 предназначены для@» скрепления с контролируемым объектом (не показ ян), Марка 1 расположена в факальной лс>скости колпиматарнага .>бъектива 3.

Объект имеет вазможность наворота

Ф» вокруг .сев Х и Ъ н углы ц и g coо тв ет (т н е с>>р

Устройства работает следующим об»>aaoM„

Каллиматарный объектив 3 формирует

5G параллельные пучки лучей ат марки 1 и направляет их через дне светоделительные пластинки 4 и 5 на объектив

6 ката!>ый ст: Оит изображение марки. на торце волок >нна-Оптического жг.;— та 7- Па жгут "- 7 изображение марки 1 переносится на другой ега торец, расположенный н Одной из двух сопряжен-. ных пласкастей прОекцианнаго абъектква 8. Проекционньй объектив 8 переносит изображение марки 1 с торца жгута 7 на позиционно-чувствительный регистрирующий блок 9. Одновременно в другом ходе излучения марки 1 проектируется объективом 8 на торец волоконно-оптического жгута 7, переносится по нему на другой ега торец, расположенный в фокальной плоскости объектива 6. Объектив 6 совместно с коллиматорным объективом 3 также переносит изображение марки с этого торца не позиционно-чувствительный регистрирующий блок 9, т.е. на него

Проектируют изображение марки по двум направлениям излучения, формируемым после светоделительнога элемента 2.

В исходном положении изображение марки I сформированное на позиционно-чунствительчом регистрирующемблоке 9, по обоим направлениям совпадает между собой и с центрам регистрирующего блока 9.

При угловых разворотах объекта (не показано) .образуется угол между светоделительными пластинкам 4 и 5.

Световые пучки от марки 1, идущие по обоим направлениям, испытывают многократное переотражение между светоделительными пластинками 4 и 5, увеличивая угол отклонения для каждо- . го отражения на величину, равную удвоенному значению углового отклонения объекта, В результате многократных переотражений на регистрирующем блоке 9 строится серия изображений марки убывающей интенсивности, зеркально расположенных относительно центра регистрирующего блока 9 (фиг.2).

С выходов позиционно-чунствительного регистрирующего блока 9 снимаются сигналы, пропорциональные смещениям крайних от центра блока 9 изображений марки (фи1,2) Х,, Х H У„, У<, последовательно снимаемые, например, вначале Х и Y, а затем Х и У и

Р 2 "2 по измеренным координатам вычисляют углы по вор от а ко нтролируемо ro о бъ екта „и „(фиг.1): у1+ 71 - Y"

+g„ arctg. — ---,— = arctg

2п f, 2n f I

+ х„+ х Х

9> arctg — "-,- = агсйд — — -, 2п„у 1 2n f, (l где Х и Y — текущие суммарные смещения центров крайних изображений марки", 1437683

Х

Ф P ы

2п п

Формула изобретения

Составитель M. Солоухин

Техред A. Кравчук

Корректор А, Обручар

Редактор А.Лежнина

Тираж 680

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписно е

Заказ 5881 /40

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 — фокусное расстояние кол1 лиматорного объектива

3;

n — максимальное число из о бИЪ

5 ражений марки 2, равное числу отражений коллимационных пучков от светоделительных пластинок 4 и 5 до затухания излучения, определяемое из формулы

n = 1„Е„/Е „„/1n z где E — максимальная освещенность 15 (л центрального изображения марки 1.

Для малых угловых отклонений объекта формулы упрощаются и приобретают вид: 20

Оптико-электронное устройство для измерения угловых отклонений объекта по авт.св. Р 2348641, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двумя светоделительными пластинками, соединенными соответственно с коллиматорным объективом и объективом, устанавливаемым на объекте измерения, и установленными между этими объективами перпеидикулярно их оптическим осям.