Устройство для измерения малых угловыхсмещений об'екта

 

Союз Советсккх оцмалкстическкх Я ф

С

Реслублмк

ИСАНИЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.!2.78 (21) 2713525/25-28 (51) M. Кл з

G 01 В 11/26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гваудерстееиимй комитет (53) УДК 531.715..27 (088.8) ло лелем изееретеиий и открытий

Опубликовано 15.06.81. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 25.06.81 (72) Авторы изобретения

В. В. Ефимов, С. В. Пугачев и В. Б. Титов: — — — -"--—

% (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ УГЛОВЫХ

СМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, при измерении углов с помощью волновых излучений или потоков элементарных частиц, преимущественно в автоматизированных системах контроля и управления сложных объектов, а также при проведении доводочных и юстировочных работ с прецизионной точностью.

Известно устройство для измерения малых угловых смешений объекта, содержащее источник когерентного излучения, жестко связанный с.объектом, оптическую систему и фотопреобразователь. Оптическая система выполнена в виде светопровода, а фотопреобразователь — в виде двух фотоприем . ников с усилителями, логической схемы ИЛИ и счетчика импульсов, причем выходы фотоприемников с усилителями подключены ко входам логической схемы ИЛИ, выход которой связан со входом счетчика импульсов (1).

Однако размещенный на контролируемом объекте источник когерентного излучения вносит дополнительные помехи, обусловленные тяжением токоподводов и массовой самого источника. Устройство теряет свои свойства при отклонении объекта в плоскости, перпендикулярной плоскости измеряемых угловых смещений. Кроме того, данное. устройство не реагирует на направление измеряемого углового смещения. Все это, а также сложность конструкции, ограничивают практическое применение данного устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для

1л измерения малых угловых смещений объекта, содержащее оптически сопряженные плоское зеркало, закрепляемое на объекте, и жестко связанные между собой источник когерентного излучения, плоское зеркало и регистрирующий блок. Регистрируют- ший блок выполнен в виде зрительной трубы (2).

Недостатком известного устройства является низкая точность и производительность измерения.

Цель изобретения — повышение точности и производительности измерения.

Поставленная цель достигается за счет того, что регистрирующий блок выполнен в, 838330

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 4403/55 Тираж 542 Подписное филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 виде пленочного волновода с призменным элементом связи, волоконного мозаичного приемника и фотопреобразователя, вход волконного мозаичного приемника соединен с выходным торцом пленочного волновода, а выход — с фотопреобразователем.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для измерения малых угловых смещений объекта.

Устройство содержит оптически сопряженные плоское зеркало 1, закрепляемое на объекте (на чертеже не показан) и жестко связанные между собой источник 2 когерентного излучения, плоское зеркало 3 и регистрирующий блок, выполненный в виде пленочного волновода 4 с призменнным элементом 5 связи, волоконного мозаичного приемника 6 и фотопреобразователя 7. Вход волоконного мозаичного приемника соединен с выходным торцом пленочного волновода, а выход — с фотопреобразователем.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Луч света от источника 2 когерентного излучения, мнОгократно отражаясь от плоских зеркал 1 и 3, падает на призменный элемент 5 связи. Попадая на нижнюю грань элемента 5, луч света возбуждает в пленочном волноводе 4, находящемся под нижней гранью призменного элемента 5 связи, волноводную моду, порядок которой зависит от угла падения луча света на призменный элемент 5 связи. Волноводной моде данного порядка соответствует определенное распределение светового поля на выходном торце пленочного волновода 4. Такая картина светового поля расшифровывается волоконным мозаичным приемником 6, и в фотопреобразователь 7 поступает оптический сигнал, свидетельствующий о наличии в пленочном волноводе 4 волноводной моды определенного порядка, которой соответствует определенный угол падения луча света, а значит и определенное положение объекта, жестко связанного с зеркалом 1.

При повороте объекта с плоским зеркалом 1 изменяются угол падения луча света на призменный элемент 5 связи, порядок волноводной моды в пленочном волноводе 4, картина распределения светового поля на его выходном торце и показания фотопреобразователя 7. Зная угловое смещение между порядками волноводных мод и число отра5 жений луча света от зеркал и 3, можно судить о величине углового смещения объекта.

Повышение точности измерения достигается тем, что выходная информация о величине углового смещения объекта в пред10 лагаемом устроистве снимается автоматически и не требует оператора, тогда как в известном устройстве это производится непосредственно оператором, что вносит субъективную ошибку и снижает точность измерения. К тому же,автоматизация съема выходной информации с выхода фотопреоб- разователя в виде кодов позволяет достичь непосредственного сопряжения предлагаемого устройства с цифровой электронно-вычислительной машиной, что обеспечивает высокую производительность измерения.

Устройство для измерения малых угловых смещений объекта, содержащее оптически сопряженные плоское зеркало, закрепляемое на объекте, и жестко связанные между собой источник когерентного излучения, плоское зеркало и регистрирующий блок, отличающееся тем что, с целью поЗо вышения точности и производительности измерения, регистрирующий блок выполнен в виде пленочного волновода с призменным элементом связи, волоконного мозаичного приемника и фотопреобразователя, вход волоконного мозаичного приемника соединен с выходным торцом пленочного волновода, а выход — с фотопреобразователем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

40 № 511520, кл. G 01 В 11/26, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 200166, кл. G 01 В 11/26, 1965 (прототип) .