Оптико-электронное устройство для из-мерения углового смещения об'екта

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<1>853382

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.11.79 (21) 2838036/25-28 с присоединением заявки11о (23) Приоритет

Опубликовано 070881. Бюллетень N9 29

Дата опубликования описания 070881 (51)М. Кл.з

G 01 В 11/26

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 531. 743 (088.8) (72) Автор изобретения

М.А.Великотный

1 ! институт точной механики и опущу ,) (71) Заявитель

Ленинградский (54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УГЛОВОГО СМНЦЕНИЯ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения углового смещения объектов.

Известен фотоэлектрический автоколлиматор для определения углового положения объекта, содержащий истоЧник света, объектив, полупрозрачное зеркало,. целевую диафрагму, модулятор, автоколлиматор с укрепленным на контролируемом объекте зеркалом, фотоприемник, узкополосный усилитель, фазовый детектор и генератор синусоидального напряжения (1J.

Недостатками этого автоколлиматора являются малый диапазон измерительных углов, зависимость точности .измерения угла от расстояния до объекта и от силы излучения источника света, невозможность использования таких устройств в условиях вибраций и перегрузок.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является оптико-электронное устройство для измерения углового смещения объекта, содержащее источник излучения, автоколлиматор, состоящий из последовательно установленных по ходу излучения от источника излучения светоде-, лительного куба, объектива, в одной фокальной плоскости которого расположен источник излучения, и плоского зеркала, скрепляемого,с объектом, фоторегистрирующую систему, установленную на выходе излучения из автоколлиматора в другой фокальной плоскости объектива, оптически сопряженной с первой, и электронный блок обработки сигнала фотоприемника (2).

Недостатками этого устройства являются дрейф нуля за счет действия посторонних источников засветки фотоприемника, влияние на точность

15 измерения углового смещения объекта временной нестабильности параметров фотоприемника, малый диапазон измеряемых углов, зависимость точности измерения углов от расстояния между

2О контролируемым объектом и измерительным устройством.

Цель изобретения — повышение точности измерения углового смещения.

Это достигается тем, что источник излучения выполнен в виде линейки равномерно расположенных дискретных излучателей, попарно-симметричных относительно оптической оси устройства, с общим числом излучателей

30 большим двух, а фоторегистрирующая 853382 система выполнена в виде двух фото- приемников, также симметрично расположенных относительно оптической оси устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, выполненный в виде линейки равномерно расположенных дискретных излучателей, попарно-симметричных относительно оптической оси устройства, с общим числом излучателей большим двух, автоколлиматор, состоящий из светоделительного куба 2, объектива 3 и зеркала 4, скрепляемого с исследуемым объектом, фоторегистрирующую систему, состоящую из двух фотоприемников 5 и 6, и электронный блок 7 обработки сигналов фотоприемников.

Устройство работает следующим образом. При совпадении направления нормали зеркала 4 и оптической оси автоколлиматора в плоскости фотоприемников 5 и 6 строится изображение источника 1 излучения, причем это иэображение оказывается симметричным относительно оптической оси. Таким образом, на чувствительных площадках обоих фотоприемников 5 и 6 располагается одинаковое количество изображений дискретных излучателей источника 1 излучения, а при поочередной коммутации дискретных излучателей источника 1 излучения с фотоприемников 5 и 6 снимается одинаковое количество импульсов равное числу изображений дискретнйх излучателей, попавших на фотоприемник 5 и 6. Блок

7 осуществляет счет и сравнение числа импульсов, снимаемых с фотоприемников 5 и 6. При отсутствии углового рассогласования зеркала 4 число импульсов, снимаемых с фотоприемников 5 и 6 за период коммутации всех излучателей, одинаково.

При угловом рассогласовании зеркала 4 иэображение центра симметрии источника излучения смещается с оптической оси и равенство числа изображений дискретных излучателей источника 1 излучения на площадках фотоприемников 5 и 6 нарушается.

В связи с этим с фотоприемников

5 и 6 снимается разное число импульсов. Разность числа указанных импульсов за период коммутации выделяется блоком 7 и пропорциональна величине углового рассогласования.

Таким образом, чувствительность и точность данного устройства не зависят от расстояния между объективом устройства и зеркалом, а также фоновой засветки, и при соответствующем выборе шага дискретных излучателей и фокусного расстояния объектива могут быть сделаны достаточно высокими.

О

Формула изобретения

Оптико-электронное устройство для измерения угловсго смещения объекта, содержащее источник излучения, автоколлиматор,, состоящий из последовательно установленных по ходу излучения от источника излучения светоделительного куба, объектива, в одной

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Торочков В.Ю. и др. Фотоэлектрический автоколлиматор с малой постоянной времени. — Оптико-механическая проьыаленность,,1976, 9 5, с. 26.

2. Лепков Г.A., Лохматов А.И. и

Сосновский М.Г. Автоколлиматор с фотоэлектрическим отсчетом. — Измерительная техника, 1963, 9 8, с..25 (прототип).

$0 фокальной плоскости которого расположен источник излучения, и плоского зеркала, скрепляемого с объектом, фоторегистрирующую систему, установ25 ленную на выходе излучения из автоколлиматора в другой фокальной плос- . кости объектива, оптически сопряженной с первой, и электронный блок обработки сигнала фотоприемника, о тЗ0 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения углового смещения, источник излучения выполнен в виде линейки равномерно расположенных дискретных излучателей, попарно-симметричных относительно оптической оса устройства, общим числом излучателей большим двух, а фоторегистрируюшая система выполнена в виде двух фотоприемников, также симметрично расположенных

40 относительно оптической оси устройства.

853382

Составитель В.Лебедев

Техред А. Савка Хорректор Л.Иван

Редактор С.Суркова

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

Заказ 5617/12 Тиран б42 Подписное

ВННН0Н государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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