Фотоэлектрическое устройство дляизмерения углов поворота

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеез Севетскик

Сацмаектическик

Раавублик

К АВТОРСКОМУ CS ЕТЕЛЬСТВУ (61} Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 04О179 (21) 2>0781ai25-28 (51) М. КЛ.

С 01 В 21/00 с присоединением заявки Йв (23) Приоритет

ГвсударствеккмА квмятет

СССР по делам изобретенкА я открыткА

Опубликовано 230181. бюллетень 89 3

Дата опубликования описания 230181 (531 УДК 531.7:

531 14 (088 8) (72) Авторы изобретемия

A. М . Горбан ь, И. Е .. Гр инюк, В. Я. Дормидонтов, В.Г. Душко, В.Н. Краснов, В.Ф. Майстренко, А.И. Мащенко, A.Н. Осьмак, A.Â. Спивак и Е.Д. Шилигин (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ ПОВОРОТА

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к автоматическим углоизмерительным приборам, в основу которых положен принцип 5 автоколлимации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фотоэлектрическое устройство для измерения углов поворота, содержащее 1Q источник света, отражатель, скрепляемый с объектом, оптически связанный.с ним объектив, светонриемную систему и электронный блок обработки f1/ .

Недостатком известного устройства является недостаточно высокая точность измерения и низкое быстродействие, вызванные погрешностями, возникающими при угловом перемещении объекта какой-либо скоростью. Причем при возрастании скорости перемещения зеркала динамическая погрешность возрастает.

Цель изобретения - повьтаение точ- зс ности измерения и увеличение быстродействия измерений.

Для достижения укаэанной цели устройство снабжено последовательно установленными по ходу излучения от З© источника диафрагмой и оптической системой, выполненной в виде призмы

БР-280, имеющей заданное отступление угла при вершине от 90О, объектива и оптического элемента из двух призмромбов с углами 45, полупрозрачной плоскостью склейки и зеркальными гранями, ей параллельными, главное сечение которого представляет собой параллелограмм и параллельно главному сечению призмы ВР-180, электронный блок выполнен в виде последовательно включенных формирователя видеоимпульсов, блока управления счетчиком и счетчика, и электрически связанных с ним синхрогенератора и буферного регистра, входы синхрогенератора и формирователя видеоимпульсов соединены со светоприемной системой, выполненной в виде полупроводникового прибора с зарядовой связью, оптически связанной с объективом через оптический элемент, расположенный на оптической оси объектива плоскостью склейки.

На чертеже представлена общая схема устройства.

Устройство содержит источник 1 света, диафрагму 2, отражатель 3, 798483 м Г (() )

Формула изобретения скрепляемый с объектом (на чертеже не показан), объектив 4, оптически связанный с отражателем 3, оптическую систему 5, выполненную в виде призмы БР-180 с заданным отступлением у ла при вершине от 90о, объектива б и оптического элемента 7

5 из двух призм-ромбов с углами 45, полупрозрачной плоскостью склейки и зеркальными гранями ей параллельными. ГлавнОе сечение элемента 7 представляет собой параллелограмм и параллельно главному сечению призмы 5.

Устройство содержит также светоприемную систему 8, выполненную н виде полупроводникового прибора с зарядовой связью, оптически связанную с объективом 4 через оптический элемент 7, расположенный на оптической оси объектива 4 плоскостью склейки, и электронный блок, нылолненный в виде последовательно включенных фор 20 мирователя 9 видеоимпульсов, блока

10 управления счетчиком и счетчика

11, и электрически связанных со счетчиком 11 синхрогенератора 12 и буферного регистра 13, а выход синхроге- 25 нератора 12 и формирователя 9 видеоимпульсов соединены со светоприемной системой 8. Заданное отступление от 90 угла q при вершине призмы о

5 определяется из формулы

ЗО где с — угловой диапазон измерений; — фокусное расстояние объектива устройства, — фокусное расстояние объектива оптической системы.

Устройство работает следующим образом. 40

От источника 1 через диафрагму 2 падает на зеркальную грань элемента

7 пучок света. После отражения от зеркальных граней часть света посупает на объектив 6 и призму 5. Пос- 4g ле отражения от призмы 5 свет через объектив б в плоскости системы 8 строит светящееся изображение диаф:рагмы 2, которое в дальнейшем служит началом отсчета. Другая часть света нйправлястся в сторону объектива 4 .

На выходе объектива 4 свет преобразуется в систему параллельных лучей. Отраженные отражателем 3 эти лучи возвращаются в объектив 4, в фокальной плоскости которого, т.е. в плоскости системы 8, строится второе изображение светящейся диафрагмы 2. Положение этого штриха зависит от углового положения отражателя 3, т.е. объекта. 40

При поступлении первого (начального) заряда, образованного опорным изображением диафрагмы 2, формирователь 9 ницеоимпульссв усиливает импульс до уровня логической единицы и подает его н блок 10 управления счетчиком „который открынае s счетчик

11. Счетчик 11 начинает счет тактовых импульсов синхрсгенератора 12 с момента поступления первого видеоимпульса.

При поступлении нторого видеоимпульса (от отражателя 3) блок 10 ос— танавливает счетчик 11, информация с которого переписывается н буферный регистр 13. Этот регистр сохраняет информацию и при опросе выдает ее потребителю.

Съем информации с системы 8 и ее обработка понторяется циклически.

Стирание информации н счетчике 11 осуществляется и процессе переноса информации от фоточувствительной линейки системы 8 н аналоговый регистр переноса системы 8 по команде от синхронизатора 12. При этом, если информация но втором цикле изменяется, например, в результате поворота отражателя 3, то она записывается н буферном регистре 13 и сохраняется в нем до следующего цикла,.

Предлагаемая схема является ста-бильной, так как поступательное перемещение элементов оптической системы (ннерх и вниз) не влияет на точность выдаваемой информации. Наклоны их в измерительной плоскости также не вызывают появления ошибок.

Если угол при вершине призмы 5 выполняется при условии где сС, — диапазон измерений, Р— фокусное расстояние объектива 4;

à — фокусное расстояние объектива 6, то в плоскости изображений строится два штриха, и в этом случае даже

/ некоторое смещение светоприемной системы 8 или оптической системы вдоль оптической оси объектива 4 не приводит к искажению информации.

Устройство обладает более высоким быстродействием за счет отсутствия подвижных элементов в схеме и применения прибора с зарядовой связью совместно с блоком обработки информации, обеспечивает более высокую точность измерения благодаря некритичности устройства к изменениям взаимного положения элементов схемы относительно оси объектива и смещений элементов оптической системы относительно снетоприемной системы, Фотоэлектрическое устройство дпя измерения углон поворота содержащее источник света, отражатель, скреп—

798483

Составитель В. Климова

Редактор И. Николайчук Техред И.Асталош Корректор О. Билак

Заказ 10005/48с9 Тираж 653 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ляемый с обbeKToiri, cine A -iскн сВН3ВНный с ним объектив,. светоприемную систему и электронный блок обработ ки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, <то, с целью повышения точности и быстродействия измерений, оно снабжено последовательно установленными по ходу излучения от источника диафрагмой н оптической системой, выполненной в виде призмы БР-180, имеющей заданное отступление угла при вершине от 90, объектива и оптического элемента из двух призм-ромбов с углами 45, полупрозрачной плоскостью склейки и зеркальными гранями ей параллельными, главное сечение которого представляет собой параллелограмм и параллельно главному сечениг призмы БР-180, электронный блок выполнен в виде последовательно включенных формирователя видеоимпульсов, блока управления счетчиком и счетчика, и электрически связанных с ним синхрогенератора и буферного регистра, входы синхрогенератора и формирователя видеоимпульсов соединены со светоприемной системой, выполненной в виде полупроводникового прибора с зарядовой связью, оптически связанной с объективом через оп тический элемент, расположенный о оптической оси объектива плоскосгью склейки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

15 1. Авторское свидетельство СССР

399724, кл. G 01 В 11/26, 1973 (прототип).