Фотоэлектрическое автоколлимационное устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к аот. санд-оу (22) Заявлено 08 0" -;9 7 i » "08237/25-28 с присоединением ваяв:.--: М=.," (23) Приоритет(публиков+>@ " „„6 -., оллетень ь1В

Дата опубликован:.;<:;;-..:., ання 30,11„60 (5 t ) м. Ил.з

Q 02 В 27/30

Q 01 В 11/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (5З) 4)(531. 71.:

:531.14(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Г. Якушенков, B. Г. Серов, В. И. Mereльский и Э ° Д . Панков (71) Заявитель (54 ) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ АВТОКОЛЛИ АЦИОННОЕ УСТРО!4СТВО

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения углов поворота между объектами и для измерения углов поворота исполнительных механи эмов

Известно автоколлимационное устройство для измерения углов поворота между объектами, содержащее отражатель и фотоприемную систему (1) .

Недостатком устройства явпяется ограниченный диапазон измерения угла поворота.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 15 к изобретению является фотоэлектрическое автоколлимационное устройство для измерения углов поворота, содержащее автоколлиматор с отражателем, выпол ненным в виде трипель-призмы,у кото- 20 рой один из двухгранных углов отличен от прямого, и фотоприемной системой (2$ .

Недостатком известного .устройства является невозможность точного измерения углов поворота в широком диапазоне углов.

Целью изобретения является увеличе" ние диапазона измеряемых углов поворота. ЗС,пяя достн ;e!- ия цели устройство .—..;:.абжено оптическим клином,, установленным перед фотоприемной системой, узлом вращения клина вокруг оптической оси авт о колл имат ор а,. содержащим т.оследоватяьна включенные электро вн =атель, елок управления и импульсный генератор опорной час тоты, датчиком углового положения клина и блоком обработки, содержащим триггер, входы которого подключены к выходам

-..оответственно фотоприемной системы датчика, ключевую схему, один из входов которой подклточен к выходу триггера, а другой - к импульсному генератору опорной ч стоты, и счетчик импульсов, вход которого соединен с выходом ключевой с>..е1и, а оптическчй клин и фотоприемная система установлены друг относительно друга на расстоянии., определяемым соотношением фокусное расстояние объектива автоколлиматора, угол отклонения луча отражателем, угол отклонения луча оптическим клином.

На чертеже представлена схема описываемого устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, конденсатор 2, диафрагму 3, установленную в фокальной плоскости обьектива 4, светоделитель 5, установленный в корпусе б устройства. На оптической оси устройства установлен отражатель 7, выполненный в виде триппель-призмы с наперед заданным отклонением одного из его прядях углов и который своим основанием обращен к объективу 4. Отражатель 7 жеотко укреплен на оси поворотного узла 8. Между светоделителем 5 и фотоприемной системой 9 установлена точечная диафрагма 10, а также оптический клин 11 в подшипниках 12. Оптический клин 11 кинематически через шестеренки 13 и 14 жестко связан с электродвигателем 15, управляемым от блОка управления 16. Ось вращения оп- Щ тиЧеского клина связана с датчиком углового положения, состоящим, например, из осветителя 17, диафрагмы 18, расположенной на периферии диска, в рассматриваемом случае на шестеренке 15 14, и дополнительного фотоприемника

19 ° Фотоприемная система 9 и фотоприемник 19 имеют раздельные усилители

20 и 21 мощности, выходы которых подсоединены к триггеру 22, выход которого подключен к ключевой схеме 23.

Выход ключевой схемы 23 соединен со счетчиком 24 импульсов. Импульсный генератор опорной частоты соединен с блоком 1б управления электродвигателя 15 и с входом ключевой схемы 23.

Фотоэлектрическое автоколлимационное устройство для измерения углов поворота объекта работает следующим образом.

Излучение от источника 1 через 40 конденсатор 2 попадает на установленную в фокальной плоскости объектива

4 диафрагму 3, выполненную, например, в виде круга, и через светоделитель

5 проходит объектив 4. Параллельный 45 световой поток из объектива 4 направляется на укрепленный на оси поворота отражатель 7 с известным отклонением одного иэ его прямых углов. Приходящий от отражателя 7 световой поток имеет два направления,симметрнчных относительно оптической оси устройства.

Световой поток от отражателя 7 при помощи объектива 4 образует в плоскости анализа, т.е. в плоскости установки диафрагмы 10, два автоколлимационных изображения диафрагмы 3. При повороте узла 8, а вместе с ним и отражателя 7, эти два автоколлимационных иэображения поворачиваются на тот же угол и в ту же сто- 50 рону. При вращении с постоянной скоростью оптического клина 11, имеющего такое же отклонение луча от центра плоскости анализа, что и отклонение оптического луча отражателем,оба авто- 5 коллнмационные изображения э а один оборот оптического клина 11 попадают через диафрагму 10 на фотоприемную систему 9, где вырабатываются два импульса, сдвинутые на полу период. В нулевом положении совмещают импульс на фотоприемной системе 9 с импульсом на фотоприемнике 19 путем разворотаа оптического кли на 7 относител ьно поворотного узла 8 или разворотом отражателя 7 относительно поворотного узла 8, либо перемещением по радиусу вокруг оптической оси устройства осветителя 17 и фотоприемника 19 одновременно. При повороте отражателя от нулевого положения пропорционально увеличивается интервал между импульсами на фотоприемнике 19 и фотоприемной системе 9. Эти импульсы через усилители 20 и 21 мощности направляют в триrrep 22, где определяют интервал между импульсами. Выход измерителя фазы соединен с ключевой схемой 23, где этот интервал квантуют высокочастотными импульсами, количество которых, пропорциональное углу поворота, подсчитывается в счетчике 24.

Таким образом, введение оптического клина, узла вращения клина, датчика углового положения клина и блока обработки позволяет существенно увеличить диапазон измеряемых углов поворота.

Формула изобретения

Фотоэлектрическое автоколлимационное устройство для измерения углов поворота, содержащее агтоколлиматор с отражателем, выполненным в виде триппель-призмы, у которой один из двухгранных углов отличен от прямого, и фотоприемной системой, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью увеличения диапазона измерения, оно снабжено оптическим клином, установленным перед фотоприемной системой, узлом вращения клина вокруг оптической оси автоколлиматора, содержащим по". следовательно включенные электродвигатель, блок управления и импульсный генератор опорной частоты, датчиком углового положения клина и блоком обработки, содержащим триггер, входы которого подключены к выходам соответственно фотоприемной системы и датчика, ключевую схему, один иэ входов которой подключен к выходу триггера, а другой — к импульсному генератору опорной частоты, и счетчик импульсов, вход которого соединен с выходом ключевой схемы, а оптический клин и фотоприемная система установлены друг относительно друга на расстоянии, определяемом соотношением < /, где f — фокусное расстояние объектива автоколлиматора, 783743

Составитель Б. Потапов

Техред К. Гаврон Корректор Е. Папи

Редактор Г. Улыбина

Тирам 569 Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8544/50

Фйлиал ППП "Патент", г. Уигород, ул. Проектная, 4

Π— угол отклонения луча отражателем, — угол отклонения луча оптическим клином.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1511520, кл. Я 01 В 11/26, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9621958, кл. Я 02 В 27/30, 1977 (прототип).