Электрооптический измеритель углов поворота объекта

 

О Л Й C А H Й Е )))) взтэ4в

ЙЗОБРЕТЕЙ ЙЯ

Союз Сов: тских

Сощиалистических.

Республик (6!) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 19, 11.75 (2 ) 2191041/28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) M. Кл. 01 В ll/26

Государственный квинтет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий! (43) Опубликовано 05,08,77,Бюллетень № 29 (53) УДК 531,715,27 (088.8) (45) Дата опубликования описания 22.09.77 (72) Авторы изобретения

М. В, Хашина, В. С. Рафф и И. В. Романов

2 I т т

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВ

ПОВОРОТА 0FT-.ЕКТА

Изобретение относится к контрольноизмерительной гехнике, в частности к устройствам для определения углового положения фотоэлектрическим способом с применением модуляции света, и может быть использовано для измерения малых углов.

Известен электрооптический измеритель углов поворота объекта, содержащий источник света,два поляризатора, один из которых связан с осью вращения контролируемого объекта, оптический расшепитель, два анализатора и фотоприемник(1)

При ничтожно малых разворотах анализатора относительно поляризатора электрический сигнал на выходе измерителя изменяет- ) ся довольно значительно.

Этот измеритель не может быть использован при измерении малых угловых перемещений из-за недостаточной чувствительности, 20

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является электрический измеритель углов поворота объекта, содержаший последовательно расположенные источник плоскополяриэованного д5

2 света, электрооцтическую ячейку (модулятор) с импульсным источником электрической энергии„ датчик угла поворота (поляризатор), связываемый с объектом, анализатор и фотопрремник (2). Источник электрической энергии связан с фотоприемником. Угол йоворота объекта фиксируется фотоприемником, соединенным через фаэочувствительный детектор с сервомотором, воздействующим через зубчатую передачу на анализатор.

Чувствительность этого измерителя недостаточна для определения малых угловых перемещений, так как изменение малого угла поворота между плоскостью поляризации светового луча и плоскостью поляризации анализатора вызывает рассогласование, сравнимое с погрешностями в системе обратной связи, связанными с наличием люфтбв в зубчатой передаче, и отношением вращательного момента на валу сервомотора к моменту сил трения зубчатой передачи.

Белью изобретения является повышение чувствительности измерителя при измерении малых углов.

56 7948

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый измеритель снабжен индикатором угла поворота, включенным между источником электрическои энергии и ячейкой, а датчик угла поворота выполнен в циде фа5 зосдвигающей двулучепреломляющей пластинки.

Электрический измеритель углов поворота объекта содержит последовательно расположенные источник 1 плоскополяризованного света, например, гелий-неоновый лазер, электрооптическую ячейку 2 Керра или

Поккельса, источник 3 электрической энергии, индикатор 4 угла поворота,,фазосдвигающую двулучепреломляющую пластинку 5, например, четвертьволновую пластинку из слюды, создающую постоянный сдвиг фаз@/2, анализатор 6 и фотоприемник 7.

Измеритель работает следующим образом.

Плоскополяризованный свет от источника 1 через электрооптическую ячейку 2 попадает на пластинку 5 и через анализатор

6 на фотоприемник 7.

В начальный момент времени пластинка

5 сориентирована таким образом, чтобы ее главные оси были параллельны индуцированным осям возбужденной электрооптической ячейки.

При этом на фотоприемнике появляется световой поток смешения с интенсивностью.

2 о 2 где: J< - максимальная интенсивность света на выходе анализатора, о — разность фаз, созданная пластинкой.

При повороте пластинки, связываемой с объектом, за счет изменения сдвига световой фазы (6 + о ) интенсивность света на фотоприемнике становится равной:

2 80=ail

Ф

Э -7 6|tf о 2

Регулируя напряжение на источнике 3 электрической энергии, дос игают компенсации на электрооптической ячейке 2, возникающего в результате поворота пластин ки 5, изменения начального двулучепреломления. При этом на фотоприемнике устанавливают начальное значение интенсивности света 3 „„ .

Напряжение, подаваемое на электрооптическую ячейку 2, однозначно связано с поворотом пластинки и показаниями индикатора 4 угла поворота.

Предложенный электрооптический измеритель углов поворота более чувствителен, 15 по сравнению с известными, так как позво- ляет применить компенсационный метод измерения дополнительного двулучепреломления, возникающего в результате поворота фазосдвигающей пластинки,и однозначно связать угол поворота пластинки с показаниями ин-дикатора угла поворота, выполненного в виде вольтметра, Формула изобретения

Электрооптический измеритель углов поворота объекта, содержащий последовательно расположенные источник плоскополяризованного света, электрооптическую ячейку с источником электрической энергии, датчик угла поворота, связываемый с объектом, анализатор и фотоприемник, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности при измерении малых углов, он снабжен индикатором угла поворота, включенным между источником электричесЗ5 кой энергии и ячейкой, а датчик угла поворота выполнен в виде фазосдвигающей дв улучепреломляющей пластинки.

Источники информации принятые Во Вни мание при,экспертизе.

40 1. Патент Франции ¹ 2151296, кл. G 01 В 11/00, 1960.

2. Патент Великобритании № 818584, кл. и 08 С, 1959.

ЦНИИПИ Заказ 2727/30

Тираж 907 Подписное

Филиал ППП "Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4