Фотоэлектрический двухкоординатный автоколлиматор Советский патент 1988 года по МПК G01B11/26 

Изобретение относится к измерит тельной технике и может быть использовано для измерения углового положе ния различных объектов. Известен фотоэлектрический двухкоординатный автоколлиматор, содержа щий оптически связанные осветитель, коллиматорньш объектив, пару фотопри емников, установленных в фокальной плоскости коллиматорного объектива, оптический клин, зеркало, связанное с объектом. Недостатком этого устройства яв. ляются ограниченные Функциональные возможности, связанные с возможность измерения только вращающихся объектов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является фотоэлектрический двухкоординатный автоколлиматор, содержащий оптически связанные осветитель, коллиматорный объектив, круговую диафрагму и пару протяженных фотоприемников, длина которых больше их ширины, установлен ных в фокальной плоскости коллиматор ного объектива, оптический клин с приводом, зеркало, связываемое -с объективом, и блок обработки сигналов, входы которых подключены к фото приемникам. Однако указанное устройство имеет недостаточную точность измерения, вы зываемую невысокой технологичностью конструкции. Цель изобретения - повьшхение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что фотоэлектрический двухкоординатный автоколлиматор, содержащий оптически связанные осветитель, коллиматорный объектив, круговую диафрагму и пару протяженных фотоприемников. Длина которых больше их ширины, уста новленных в фокальной плоскости коллиматорного объектива, оптический клин с приводом, зеркало, связываемое с объективом, и блок обработки сигналов, входы которого подключены к фотоприемникам, снабжен второй парой протяженных фотоприемников, длина которых больше их ширины, .подключенных ко входам блока обработки сиг налов фотоприемники, входящие в каж дую из пар, расположены симметрично по обе стороны от круговой диафрагмы протяженныестороны фотоприемкиков лежат на двух прямых, перпендикулярных одна другой, точка пересечения которых совпадает с центром круговой диафрагмы. На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 - сечение А-А на фиг.1; на фигiЗ - функциональная схема блока обработки сигналов; на фиг.4 - временная диаграмма сигналов, снимаемых с фотоприемников. Автоколлиматор состоит из источника 1 света, конденсатора 2, круговой диафрагмы 3, коллиматорного объектива 4, фотоприемников 5-8, расположенных крестообразно вокруг круговой диафрагмы 3 и соединенных с входами блока 9 обработки сигналов, оптического клина 10, расположенного между круговой диафрагмой 3 и коллиматорным объективом 4, связанного с приводом 11, пог лупрозрачной пластины 12, поворотнога экрана 13, зеркала 14 и зеркала 15, связанного с объектом. Блок 9 обработки сигналов состоит из двух ветвей, каждая из которых содержит усилители 16 и 17, пиковые детекторы 18 и 19 с встроенными делителями напряжения, входы которых подключены к выходам усилителей 16 и 17, компараторы 20 и 21, входы которых подключены к выходам усилителей 16 и 17 и пиковых детекторов 18 и 19, блока 22 измерения временных интерва лов и триггера 23, входы которых подключены к выходам компараторов 20 и интегратора 24, вход которого подключен к триггеру 23, Автоколлиматор работает следующим образом. Изображение источника 1 света переносится конденсатором 2 в плоскость круговой диафрагмы 3, изображение которой с помощью оптического клина 10, вращаемого приводом 11, коллиматорного объектива 4, зеркала 15, свя занного с объектом, строится в обратном ходе в фокальной плоскости коллиматорного объектива 4, в которой установлены фотоприемники 5-8, С фотоприемников 5-8 снимаются импульсные сигналы, котЬрые поступают в блок 9 обработки сигналов. Сигналы, снимаемые с фотоприемников 6 и 8 усиливаются усилителями 16 и 17, с выхода которых Поступают на первые входы , компараторов 20 и 21, на вторые входы которых поступают сигналы с пико-. . вых детекторов 18 и 19, амплитуды ког .торых связаны с максимальным значени ем сигналов, снимаемых с усилителей 16 и 17. На йыходе компараторов 20 и 21 формируются импульсы, временные интервалы (фиг,4) между которыми свя заны с положением, изображения круг говой диафрагмы,, относительно круговой диафрагмы 3, положение которого связано с положением зеркала 15, т.е с угловым положением объекта, Для малых углов наклона зеркала 15 угол наклона oi определяется из соотношения I - г Г, + -с, oi - угол отклонения пучка лучей осуществляющих изображения круговой диафрагмы 3 при перпендикулярном положении зеркала 15 относительно оси коллиматорного объектива 4; временные интервалы между импульсами, снимаемыми с фотоприемников 6 и 8, Временные интервалы обрабатываются согласно выражению (1) блоком 22 измерения временных интервалов, который формирует сигнал, пропорциональный угловому положению объекта. Сигналы с выхода компараторов 20 и 21 подаются также на входы триггера 23, с выхода которого прямоугольные сигналы поступают на вход ийтегратора 24, При наклоне зеркала 15 изменяется скважность сигналов на чвыходе триггера 23, которая преобразуется интегратором 24 в постоянное напряжение, величина которого связана с угг ловым положением объекта. При устап новке нуля устройства экран 13 закрывает зеркало 15 и открывает зеркало 14, Изображение круговой диафрагмы 3 строится в плоскости фотоприемников 5-8 с помощью полупрозрачной пластины 12 и неподвижного зеркала 14, При этом производится настройка нулей блока 22 измерения временных интервалов и интегратора 24, Использование предложенного изобретения позволяет повысить точность измерения,, упростить конструкцию и ) юcTИpoвJcy автоколлиматора.

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВУХКООРДВДАТНЫЙ АВТОКОЛПИМАТОР, содержащий оптически Связанные осветитель, коллиматорньй объектив, круговую диафрагму и пару протяженных фотоприемников, длина которых больше их ширины, установленных в фокальной плоскости коллиматорного объектива, оптический клин с приводом, зеркало, связываемое с объективом, и блок обработки сигналов, входы которого подключены к фотоприемникам, отличающий с я тем, что, с целью повьшения точности измерения, он снабжен второй парой протяжёниых фотоприемни-. ков, длина которых больше их ширины, подключенных ко входам блока обработки сигналов, фотоприемники, входящие в каждую из пар, расположены симмет- рично по обе стороны от круговой ,, . диафрагмы, протяженные стороны фото(Л приемников лежат на двух прямых перпендикулярных одна другой, точка пег-ресечения которых совпадает с центром круговой диафрагмы.

-f(

a

-

fj

2f -

tсригЛ