Устройство для контроля углового положения излучателя Советский патент 1988 года по МПК G01B11/26 

00

сх сх vj

11

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении угловых положений и перемещений излучающих свет объектов

Цель изобретения - упрощение устройства за счет выполнения оптического элемента двойного изображения в виде щели, образованной двумя па- раллёльными зеркалами.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит щель 1, обра- зованную вумя параллельно установ- ленными зеркалами, многоэлементньвй фотоприемник 2 (ПЗС-матрицу или телевизионную передающую трубку) и блок 3 обработки, включающий комму- татор, блок усилителей и решающее устройство (не показано).

На чертеже также обозначены кон- -тролируемьш излучатель 4, коллимиро- ванный пучок 5 от излучателя на вход устройства,разделенный на выходе щели на два пучка 6 и 7, Cf - угол между осью устройства и направлением на контролируемый излучатель, tf и (-Р - углы разделенных пучков из- лучения с осью устройства, h+ и h ширина изображений пучков излучения на фотоприемнике, Н - расстояние между центрами двух изображений излучателя на фотоприемнике, а - ширина щели 1 - длина щели, L - расстояние щели от фотоприемника.

Устройство работает следующим об разом.

Коллимированный пучок 5 излучения от контролируемого излучателя 4 пропускают через протяженную щель 1. В результате различного числа переотражений двумя частями пучка 5 на зеркалах, образующих щель, на выходе из щели формируются два пучка 6 и 7, одна из разделенных частей (пучок 6) распространяется под углом, равным углу входного пучка, а другая 7 идет под зеркальным углом к входному пучку.

Обе части разделенного пучка принимают многоэлементным фотоприемником 2. Ширина пучков зависит от углового отклонения контролируемого излучателя относительно оси устройства и от конструтивных его параметров.

JQ

5 0

5 О

Q с

5

0

5

152

Определяют в блоке 3 .обработки параметры обеих частей 6 и 7 изображения пучка (геометрию и энергетику).

Пучок 5 от излучателя может пройти через щель 1 без отражения от внутренних ее поверхностей или.испыг тать несколько переотражений.

При наличии отражений пучка 5 излучения ширина h + и h изображений может быть найдена из следующих геометрических представлений:

h 4 1 tg у - ak; (k+l)-H:fif,

где k - целое число, определяемое неравенством

п - 1 k - п, где п --- tg л/ . .

а

Дпя различных комбинашки углов ц , длин щели 1 и ширины а щели бьто установлено, что указанные соотношения h справедливы для нечетных значений k, равных k 1, 3, 5, 7...

Для четных значений k, равных k О, 2, 4, 6...,ширина h. и h изображений определяется из соотношений

h а (k -I- 1) - 1 tg ч; h 1 tg I/ - ak ..

Если параметр п - целое число, то на выходе щели будет лишь один световой пучок, который на экране образует изображение шириной

h 4- а, или h а .

Угловое положение излучателя определяется из следующих зависимостей: для нечетных значений k:

1 arctg . (a -l-H---) ; arctg {5ibll)lh.;

для четных значений k: , arct, S(lill):b,

arctg

одного щели:

,ak + ( ) ,

светового пучка на

а

-П,

п

arctg О, 1, 2, 3....

Формула изобретения

Устройство для контроля углового положения излучателя, содержа

щее оптический элемент двойного изображения, многоэлементный фотоприемник и блок обработки, электрически соединенный с фотоприемником, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оптический элемент двойного изображения вы-« полнен в виде двух параллельных зеркал, образующих щель,обращенных от- ражаницими поверхностями друг к другу и ориентированных перпендикулярно фотоприемнику.

Изобретение позволяет контролировать перемещение источника излучения. Целью изобретения является упрощение устройства за счет выполнения оптического элемента двойного изображения в виде щели, образованной двумя параллельными зеркалами. Пучок излучения от контролируемого излучателя направляют под углом к оси щели, образованной двумя параллельными зеркалами, переотражают две части пучка между зеркалами различное число раз. Прошедшие щель обе части пучка, распространяющиеся под углом, равным удвоенному углу отклонения контролируемого излучателя от оси устройства, принимают многоэлементным приемником и по положению изображения обеих частей пучка на нем судят об угловом положении излучателя. Изображение обеих частей прошедшего щель пучка обрабатывают с помощью блока обработки, определяющего геометрию и энергетику обоих изображений на фотоприемнике. 1 ил. (Л с