Автоколлиматор

 

287329

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Союз Советских

Г

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства ¹

Заявлено 27Х1.1969 (№ 1344779/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 19.Х1.1970. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 22.III.1971

Кл. 42с, 39/20

МПК G 05d 1/00

УДК 62-503,53:535.88 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения.

В. Г. Душко, А. В. Спивак, Е. В. Ивицкий, О. С. Власенко и Ю. Л. Минин

Р(;1=Г((-ДЯНАЯ

Заявитель

Завод «Арсенал» им. В. И. Ленина а Ю г.

@ III»Q . ЕКА

АВТОКОЛЛ ИМАТОР

1 г

Устройство относится к системам автомати ческого измерения угловых перемещений.

Известны автоколлиматоры, содержащие оптическую систему, фоторезисторы, включенные в мостовую дифференциальную схему, суммирующий трансформатор, источник опорного напряжения, пороговый элемент, электронный усилитель, исполнительный двигатель и измерительное устройство.

Описываемое устройство отличается тем, что в нем первичная обмотка суммирующего трансформатора включена последовательно с фоторезисторами мостовой дифференциальной схемы, а вторичная обмотка суммирующего трансформатора подключена к источнику опорного напряжения и к входу порогового элемента.

Такое выполнение устройства позволяет по. высить точность при отработке угловых перемещений.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого автоколлиматора; на фиг. 2— схема устройства, управляющего выдачей информации.

Автоколлиматор содержит контрольный элемент 1 в виде зеркала или отражающей призмы, жестко закрепленных па объекте, объектив 2, анализирующую призму. 8 с прозрачной фаской, расположенной между отражающими гранями, осветитель 4 щели анализирующей призмы, устройство 5, управляющее выдачей информации, электронный усилитель б, исполнительный двигатель 7, масштабный механизм

8 и измерительное устройство 9, выдающее ин5 формацию.

Устройство 5, управляющее выдачей информации, состоит из питающего трансформатора

10 со средней точкой во вторичной обмотке, на первичную обмотку которого подведено питаю10 щее напряжение, светоприемников (фоторезисторов) 11 и 12, суммирующего трансформатора 18 со среднеи точкой в первичной обмотке, трансформатора опорного напряжения 14, на первичную обмотку которого подается питаю15 щее напряжение порогового элемента 15, и исполнительного разрешающего элемента 1б.

Предлагаемый автоколлиматор работает следующим образом.

Световой поток от осветителя 4 через про.

20 зрачную фаску (щель) анализирующей призмы 8 и объектив 2 посылается на контрольный элемент 1. Перемещение объекта, которое передается контрольному элементу 1, изменяет наклон входящего в объектив светового пучка

25 относительно выходящего из него. Этим обусловливается смещение автоколлимационного изображения относительно фаски анализирующей призмы и изменение световых потоков на ее отражающих гранях (световые потоки пере30 даются на светоприемники устройства 5). Ис287329

50 полнительный двигатель 7 отрабатывает усиленный электрический сигнал фоторезисторов

11 и12, зависящий от разности световых потоков, смещая анализирующую призму в фокальной плоскости объектива 2 и разворачивая вал измерительного устройства 9 до созмещенпя щели анализирующей призмы с ее автоколлпмационным изображением, Угол поворота вала устройства 9 в виде электрического сигнала является информацией об угле поворота объекта (зеркала).

Выдачей этой информации управляет разрешающий элемент 16, который срабатывает по сигналу порогового элемента 15. Для формирования этого сигнала автоколлимационное из ображение выбирается шире фаски анализирующей призмы, что обеспечивается за счет несовмещения фокальной плоскости объектива с плоскостью фаски анализирующей призмы.

При отсутствии рассогласования с граней анализирующей призмы 8 на фоторезисторы 11 и 12 поступают равные световые потоки Ф и

Фь и в диагонали мостовой схемы ток не возникает.

При малых рассогласованиях, когда автоколлимаци онное изображение перекрывает фаску, на фоторезисторы приходят световые потоки Ф и Ф, которые не равны по величине, и в диагонали моста возникает ток 4, зависящий от разности этих световых потоков (однако сумма световых потоков Ф и Ф остается равной сумме световых потоков Ф и Ф ).

При больших рассогласованиях на один из фоторезисторов кроме светового потока Фз, равного сумме световых потоков Ф,и Ф, поступает приращение светового потока ЛФ, которое в предыдущих случаях вырезалось фас.кой анализирующей призмы из общего светового потока Ф. В этом случае сумма световых потоков Фз и ЛФ превышает сумму световых потоков, ранее поступавших на фоторезисторы, а в диагонали мостовой схемы возникает ток, зависящий от суммы световых потоков Фд и ЛФ.

Управление выдачей .информации происходит следующим образом.

При равномерном распределении световых потоков, на фоторезисторы 11 и 12 поступают равные световые потоки. В этом случае в вторичной обмотке суммирующего трансформатора И возникает ток, равный сумме токов i> и

З0

i>. Вторичная обмотка трансформатора опорного напряжения 14 включена таким образом, что протекающий в ней ток и равен по величине и противоположен по фазе току i<, зависящему от суммы световых потоков Ф и Ф . При этом возможны следующие случаи работы автоколлиматора.

При равенстве токов «,,и 4 на пороговом элементе 15 управляющий сигнал будет равен нулю, исполнительный элемент 16 остается в состоянии, пропускающем информацию. При отсутствии светового потока Ф (например, при перегорании осветителя или потери автоколлимационного изображения и т. д.) ток будет отсутствовать. В этом случае под воздействием тока 4 срабатывает пороговый элемент 15. Возникшее в нем управляющее напряжение переведет разрешающий элемент 16 в состояние, не пропускающее информацию.

При световых потоках Ф и ЛФ ток и значительно превышает по величине ток 4, и появляется разность токов, под воздействием которой срабатывает пороговый элемент 15 (элемент 16.не пропускает информацию).

Надежное срабатывание порогового элемента 15 обеспечивается соответствующим выбором соотношения ширины автоколлимационного изображения и ширины фаски анализирующей призмы, а также величины уровня срабатывания порогового элемента в зависимости от заданной (требуемой) точности измерения таким образом, чтобы при возникновении ошибки измерения больше расчетной информация с автоколлиматора не выдавалась.

Предмет изобретения

Автоколлиматор, содержащий оптическую систему, фоторезисторы, включенные в мостовую дифференциальную схему, суммирующий трансформатор, источник опорного напряжения, пороговый элемент, электронный усилитель, исполнительный двигатель и измерительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при отработке угловых перемещений, в нем первичная обмотка суммирующего трансформатора включена последовательно с фоторезисторами мостовой дифференциальной схемы, а вторичная обмотка суммирующего трансформатора подключена .к источнику опор ного напряжения и к входу порогового элемента.

287329 вриаций

geon oodopomo

Составитель В. Г. Рыгалин

Редактор Е. В. Семанова Текред А. А. Камышникова Корректор Н. Л. Бронская

Изд. ¹ 128 Заказ 259/16 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Г !

З !

10 ! !

:! ! ! ! ! ! !