Фотоэлектрическое устройство для измерения перемещений объектов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

8-8 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 010876 (2! ) 2387732/25-28 (51)М. Кл.

G 01 В 11/00 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 528.084 (OB8.8) Опубликовано 150879. Бюллетень Йо 30

Дата опубликования описания .180879 (72) Автор изобретения

В. П. Солдатов (71) Заявитель Московский инститУт инженеРов геодезии, аэрофотосъемки и картографии (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТОВ д.= arcte — ", Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для контроля нессосности объектов.

Известен двухкоординатный оптикоэлектронный угломер, в котором в качестве анализатора изображения применена четырехгранная зеркальная пи рамида, ось которой совпадает с оптической осью объектива (1) .

Такому у гломеру присуща з н ачит ельная (порядка 10н ) погрешность, обусловленная, в основном, неравномерным и несимметричным относительно геометрического центра изображения распределением энергии, так как изоб-15 ражение разделено на четыре различные части.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фотоэлектрическое устройство для измерения перемещений объектов, содержащее оптически связанные коллиматор, объектив, светоделительный блок, состоящий из плоско-параллельной пластины и внеосевого отражателя, например зеркала, анализатор иэображения, выполненный в виде колеблющегося линейчатого растра, фотоприемники, расположенные в разделенныхх вет вях светового потока, и электронную фазоизмерительную схему, подключенную входами к выходам фотоприемников (2) .

Недостаток этого устройства — невозможность одновременного измерения перемещений по двум координатам.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности измерения перемещений объектов в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Это достигается тем, что анализатор изображения выполнен в виде мо— дулирующего диска с двумя разнесен— ными по диаметру радиально-секторными растрами, причем образующие одного из них наклонены к образующим другого под углом, равным углу наклона соответствующего изображения диафрагм коллиматора, при этом зеркало развернуто вокруг вертикальной оси относительно положения, гараллельного плоско-параллельной пласти— не, на угол с, определяемый по формуле где г — радиус средней пинии наклонного растра;

679788

Š— расстояние от точки падения осевого луча на отражающую поверхност ь зеркала до пло< кости модулятора, д электронная фазоизмерительная схема снабжена генератором опорного напряжения °

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройстна; на фиг. 2 анализатор изображения.

Устройство содержит коллиматор 1, объектив 2, светоделительную плоскопараллельную пластину 3, расположенную между объективом 2 и его фокальной плоскостью, отражатель 4, установленный на пути лучей, отраженных светоделительной пластиной 3, компенсационную пластинку 5, установленную эа отражателем 4, анализатор 6 изображения н виде модулирующего дис— ка, расположенного в фокальной плоскости объектива 2, фотоприемники 7 с конденсаторами 8, усилители 9 и генератор 10 опорного напряжения, подключенный к электронной фазоизмерительной схеме, выполненной, например, н виде фазометрон 11.

Анализатор изображения выполнен в виде вращающегося модулирующего диска, на который нанесены два размещенных по диаметру радиально-секторных растра (см. фиг. 2) . Образующие одного из этих растров наклонены к образующим другого под углом, равным углу наклона иэображения, обусловленного действием светоделительной пластины 3 и отражателя 4.

Отражатель 4 установлен к оптической оси объектива под углом,обеспечив ающим направление оси пучка, лучей, отраженных оТ светоделительной пластины 3, в плоскость растра, анализирующего изображение диафрагмы коллиматора (на чертежах не покаэано) в вертикальном направлении.

Компенсационная пластинка 5 имеет толщину, обеспечивающую компенсацию продольных смещений изображений диафрагмы коллиматора относительно плоскости анализатора изображежения .

Модулятор расположен так, что образующие одного растра пересекают иэображение диафрагмы коллиматора в горизонтальном направлении, а образующие другого растра пересекают это изображение н вертикальном направлении.

Устройство работает следующим образ ом.

При указ анн ом вз аимном расположении элементов конструкции устройства оба изображения диафрагмы коллиматора 2 фокусируются в плоскости растров анализатора 6 изображения и анализируются растрами н двух взаимно перпендикулярных направлениях.

При этом фазы сигналов в целях обоих фотоприемникон будут пропорциональны проекциям смещения энергетического

5 центра иэображения на два взаимно перпендикулярных направления измерений.

Фазы этих си гнал он измеряют ся фаз ометв рами 11.

Это устройство и его юстировка

10 значительно проще угломера с зеркальной пирамидой, а его точность и надежность выше.

Формула изобретения

45 где r — радиус средней линии наклонного растра; — расстояние от точки падения осевого луча на отражающую поверхность зеркала до плоскости модулятора, а электронная фазоизмерительная схема снабжена генератором опорного напряжени я .

Источники информации, принятые но вяимание при экспертизе

1. Якушенкон Ю.Г. Оптические системы фотоэлектрических устройств.

M., Машиностроение, 19 66, с. 89 .

2, йвторское свидетельство СССР

9 508669, кл . G 01 В 11/26, 1973.

55

Фотоэлектрическое устройство для измерения перемещений объектов, содержащее оптически снязанные коллиматор, объектив, светоделительный блок, состоящий из плоско-параллельной пластины и внеосеного отражателя, например зеркала, анализатор изображения, фотоприемники, расположенные в раздельных ветвях светового потока, и электронную фазоизмерительную схему, подключенную нхо,— дами к выходам фотоприемников, о т ли чающее с ятем,что,сцелью расширения его функциональных возможностей, анализатор изображения выполнен в виде модулирующего диска с двумя разнесенными по диаметру радиально-секторными растрами, причем образующие одного из них наклонены к образующим другого под углом, равным углу наклона соответствующего изображения диафрагмы коллиматора, при этом зеркало развернуто вокруг вертикальной оси относительно положения, 40 параллельного плоско-параллельной пластине, на угол d-, определяемый по формуле

679788

Puz. 2 .

Составитель С. Грачев

Редактор Н. Козлова Техред O. Андрейко Корректор С. Патрушева

Заказ 4774/34 Тираж 866 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/Ь филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4