Устройство для измерения углового перемещения объекта Советский патент 1983 года по МПК G01B11/26 G01B9/02 

110 Изобретет © относится к измеритель ной технике и может быть исполь9(вано цпя измерения угловых перемещений разпичных объектов. Известно устройство для измерения углового перемещения объекта, содержащее датчик угпа поворота объекта и дат- . чик формирования отсчетного направления, оптически связанный с датчиком угпа по-ворота объекта ij . Недостатком такого устройства являет ся невысокая точность датчика формирования отсчетного направления. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройст. во для измерения углового перемещения объекта, содержащее источник когерентного излучения, двухпучевой интерферометр, состоящий из оптически связанных светеделительной элемента и отражающего эпе мента, формирующих параллельные пучки лучей, двух триппель- 1ризм,устанавпиваемых на объекте, зеркала и фотоприемни- ка 2 . Недостатком известного устройства является отсутствие формирования отсчет него направления. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения углового перемещения объекту содержащее источник когерентного изду:чения, двухлучевой ин«. терферометр, состоящий из оптически связаннъга светоделительного элемента и отражакнцего элемента, ффмирукмцих параллельные пучки лучей, двух триппельпризм, устанавливаемых на объекте, аеркала и фотоприемника, снабжено вторым светоделительным элементом, установленным Между источником когерентного из- /дучения и первым светоде ли тельным элементом, вспомогатепьаым трехлучевым интерфорометром, вторым фотоприемником блоком выделения максимума, вход которого поцключен к второму фотоприемнику, и ключеёьп элементом, управляющий вход подключен к выходу блока выделения максимума, а инф(Н мацвонный вход связен с первым фотоприемником. Кроме того, трехдучевой интерферомет состоит из оптически связанных двух светодепвтепьмых элементов, формирующих параплепьные пучки пучей в измерительных ветвях, nepBtMTo зеркала, установ}юннсЯо в еторной ветви, и зеркала, распрложеяного на объекте в оптически 86 связанного с двумя измерительнь Ки вёт. вями. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит источник 1 коге. рентного излучения, светоделительнъю / элементы 2-4, триппепь-призмы 5 и 6, устанавливаемые на объекте 1, зеркапо 8, зеркальную призму 9, щелевую диафрагму 10, первый фотоприемник 11, формирователь 12, ключевой элемент 13, ре- версивнътй счетчик 14, вспомогательнътй трехлучевой интерферометр 15, включаюйий светоделигельные элементы 3 и 4, первое зеркало 16, установленное в опорной ветви, второе зеркало 17, расположен нов на объекте 7 и оптически связанное, с двумя измерительными ветвями, плоско параллельную пластину 18, у становленную в одной из измерительнътх ветвей, щелевую диафрагму 19, второй фотоприемник 2О, блок 21 выделения максимума, состоящий из усилителя 22, амплитудного дискриминатора 23, узла 24 экстремума И, триггера 25. Устройство работает следующим образом.. . :. Когерентное излучение, формируемое источником 1 когерентного излучения, расщепляется, светоделительным элементом 2 на два пучки Пучей: основной и вспомогательнъ й. Основной пучок лучей, пройдя светоделительные элементы 3 и 4,. преобразуется в параллельные пучки лучей, направляемые на триппель-чтризмы 5 и 6, расположенные на объекте 7. Параллельные пучки лучей после пово рота тpиппefпь-пpиaмaми 5 и 6 отражают ся от зеркала 8 и в обратном ходе интерферируют на светоделительчом эпемен те 3, Интерференционная картина переносится с помсйцью зеркальной призмъ 9 на щелевую диафрагму 1О. При повороте объекта 7 на вьгходе фотоприемника 11 формируется электрический сигнал, который нормируется формирователем 12 и направляется через ключевой элемент 13 на реверсивный счетчик 14, подсчитывавший количество интерференционных полос, число которых связано с угловым перемещением объекта 7. Формирование отсчетного направления на объект осуществляется с помощью мога1;рльного трехлучевого йнтерферомет ja 15. 31 Вспомогательный пучок лучей, фор1 руемый светрцепительным элементом 2, . направляется на светоце ли тельные эпемен ты 3 и 4, расщепляющие его на опорную ветвь, направляемую на первое зеркало 16, и две измерительные ветви, направляемые на второе зеркало 17, расположенное на объекте 7. При повороте второго зеркала 17 до положения, перпендикупярногр направлению пучков цучей, падакших на триппельпризмы 5 и 6, на светоаелительн()М элементе 3 формируется контрастная интерференционная картина, которая переносит ся с помощью зеркальной призмы 9 на щелевую диафрагму 19, При атом на выхсдё фотоприемника 20 формируется электрический сигнал, постунакщий в блок 21 иыделения максимума, в котором усиливается усилителем 22, селектируется по амплитуде амплитудным, дискриминатором 23. . 86 Максимум электрического сиг-нала на ходится узлом 24 экстремума, который формирует сигнал, перебрасывающий триггер 25, Выходной сигнал с триггера 25 открывает ключ 13, р азрешая прохождение электрических сигналов на реверсивный счетчик 14, котфый начинает отсчет изменения углового перемещения объекта 7 от фиксированного направления на объект, Плоскопараллельная пластина 18 предназначена для согласования фаз когерентного излучения в первой и второй измерительных ветвях. Таким образом, предлагаемое устрой ство позволяет измерять угол наклона объекта с чувствительностью до О,001, а также измерять угол поворота объекта в диапазоне + 40 при этом расширяютсяфункциональные возможности объекта ва счет обеспечения измерения двух .параметров

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА, содержащее источник когерентного излучения, двухлучевой интерферометр, состоящий из оптически связанных свето- целительного элемента и отражаюшет о элемента, формирующих параллельные луч кн дучей, двух трвппельнпризм, устанав , пиваемых на объекте, зеркала и фотопри : емника, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено вторым све- тоцелитепьным элементом, установленным между источником когерентного излучения и первым светоделительным элементом, вспомагательным трехлучевым интерферометром, вторым фвтоприемником, блоком выделения максимума, вход которого подключен к второму фотоприемнику, и ключевым элементом, управлягаций вход которого подключен к выходу блока максимума, а информационный вход связан с первым фотоприемником. 2. Устройство ло п. 1, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что трехлучевой интерферометр состоит из оптически связанных двух светоде тельных элементов, (Л рующих параллельные .пучки лучей -в измерительных ветвях, первого зеркала, установленного в опорной ветви, и второго зеркала , расположенного на объекте и оптически связанного с двумя измерительными ветвями.