Устройство для измерения угловых смещений объекта в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 55 1 GO2 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.12,75 (21) 2301472/28 (51) М. Кл."-

С, 01 В 11/26 с присоединением заявки №

Гасударственный намитет

Савета Министраа СССР па делам иаааретений и DTKpbiTMH (23) Приоритет (43) Опублнковано25.03.77.Бюллетень № 11 (53) (4бу дата опубликования описания Оз.осу.7i I К 531. 15. i (08 .8) !!. В„Журавлев, .Е., 1 (72) Авторы изобретения с- 1 (71) Заявитель пецп» 1ьное оп :iTпоо и ос клч ..у к-л i- x "; кт:i i icãàî . т:= к1. э i . "ское баi Jо. (54) УСТ! ОЙСТВО ЛЛЯ !!3", -ЕУЕ;ННЯ УГЛОВЫХ СМЕ(ЦЕН1 .Й

ОЕЛу?:"КТД В ДВУХ Е :- Ат :: . Г )= "1,:;Е цЛНКУЛЯГНЫХ

I i,!!ÑСу :::, у y о

Изобретение относится к области из.;1;= рительной техники и может быть присмене= но в виброметрии при измерении угловых с мешен ий.

Известно устройство для измерения уг- 5 новых смешений объекта, содер>кащее источник когерентного света, оптическую систему и фотоприемники (11.

Наиболее близким к изобретению по своей технической сушности и решаемой задаче lo является устройство для измерения угловых смещений объекта в двух взаимно перпендикулярных плосткостях, содержащее источник когерентного света и последовательно расположенные отражаюшую пластину, зак- у репленпую на испытуемом объекте, объектив, позиционно-чувствительный фотоприемник и два дифференциальных усилителя, подключенных к выходам фотоприемника (2) .

Недостатками этого устройства являются зависимость величин выходных сигналов от расстояния между объектом и устройством, узкий диапазон измерений угловых смещений, большие габариты и сложность настройки. 25

1 ,тля р:" н., реу;ця диапазона из .берения, исключения,.авис и юсти вы о-. и-:.: скг:а ов от расстояу..i i между ооъектом; còðo. !ñòüoì

$ ìåïüøàíêÿ габаритов и упрошец-,.я настройки уст" ойства предлагаемое устройство снабжено полупрозрачным светал:итепьуп. i< зеркалом и двумя дефлектора.,ii . юсле овательно ">"còàíoâëåííüâ.û v .,;äó отражаюшей пластиной и объективом так, -.то плоскость светоделитепьного зеркала и р секает ось источника когерентного света, а каждый из дефлекторов соответственно подключен к выходам усилителей.

На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого устройства, Оно содержит позиционно-чувствительный фотоприеник 1, объектив 2, два дефлектора 3,4, полупрозрачное светоделительное зеркало 5, отражаюшую пластину 6, закрепленную на испытуемом объекте, источник когерентного света 7, устачовпенный так, что его ось пересекает светоделительное зеркало 5. Выходы фотоприемника

1 подключены к дифференциальным усилителям 8 и 9, выходы которых соединены с

551502 дефлекторами 3 и 4, Фотоприемник 1 расположен в фокальной плоскости объектива 2.

Устройство работает следующим образом, б

При отклонении отражающей пластины

6 на угол (p от среднего положения на выходе усилителя 8 вырабатывается электрический сигнал, пропорциональный смещению луча от центра фотоприемш ка, воздейст- @ вующий на дефлектор 3, .который направляет луч параллельно оптической оси, в результате чего он отклоняется объективом 2 в пентр фотоприемника 1. Устройство работает как астатическая cYcTBMG авторегули- 15 рования, для которой характерно наличие ошибки положения луча относительно центра фоточриемника 1, Однако величина этой ошибки уменьшается с увеличением коэффициента усиления уси- 20 лителя 8, Подобным образом устройство работает при отклонении отражающей пластины 6 .на некоторый угол в глоскости, пергендикулярной к чертежу, при этом работает дефлектор 4 и усилитель 9. 25

При одновременном отклонении отражающей пластины 6 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях на выходах усилителей

8 и 9 возникают сигналы, пропорциональные этим отклонениям. 30

При взаимном смешении отражающей пластины и устройства вдоль оптической оси на величину сигналы на выходах усилителей

8 и 9 .не изменяются, так как отраженные лучи собираются объективом 2 в одной точ- Зб ке фотоприемника 1 и дефлекторы 3 и 4 управляются таким же напряжением с выходов усилителей 8 и 9, поскольку отраженные от пластины 6 лучи параллельны как на выходе, так и на входе дефлекторов 3 и 4.

Это говорит о том„ что угол отклонения лучей дефлекторами 3 и 4 и управляющие напряжения на них не изменяется.

Предложенное устройство выгодно отличается от прототипа тем, что при той же

45 амплитуде колебаний объекта существенно уменьшается используемая площадь фотоприемника, что значительно расширяет диапазон измеряемых угловых смещений вследствие исключения влияния неравномерности чувствительности приемника ло поверхности. Отсутствие зависимости выходных сигналов от расстояния между объектом и устройством упрощает его настройку и эксплуатацию.

Формула изобретения

Устройство для измерения угловых смещений объекта в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, содержащее источник когерентного света и последовательно расположенные отражающую пластину, закрепленную на испытуемом объекте, объектив, позиционно -чувствительный фотоприемник и два дифференциальных усилителя, подключенные к выходам фотоприемника, о т л и— ч ающе ес я тем, что, с цельюрасширения диапазона измерения, исключения зависимости выходных сигналов от расстояния между объектом и устройством, уменьшения гаоаритов и упрощения настройки устройства, оно снабжено полупрозрачным светоделительным зеркалом и двумя дефлекторами, последовательно установленными между отражающей пластиной и объективом так, что плоскость светоделительного зеркала пересекает ось источника когерентного света, а каждый из дефлекторов соответственно подключен к выходам усилителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе заявки;

1. Кравцов Н. В. и Стрельников Ю, В, Позиционночувствительные датчики след ших систем. М., "Наука", 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Мо 352149, М. Кл. 9 01 Н 11/00, 1972 (прототип).

551502

Составитель Лобзова

РедактоР Т. Щагова ТехРед Н. АндРейчУк КоРРектоР Ц. Гокс щ

Заказ 112/20 Тираж 882 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4