Устройство для контроля малых угловых смещений Советский патент 1988 года по МПК G01B11/26 

а

00 Од

ел

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля малых угловых смещений объектов.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет обеспечения с помощью светоделителя многократного отражения пучков лучей от отражателя, скрепляемого с контролируемым объектом, при этом увеличивается линейное смещение световых пятен на входе регистратора.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 когерентного излучения и последовательно установленные по ходу пучка лучей зеркало 2, расположенное под углом 45° к оптической оси источника 1 когерентного излучения, светоделитель 3, расположенный под углом 45° к оптической оси устройства, светоделитель 4 и расположенный перпендикулярно к оптической оси устройства двугранный отражатель 5 с тупым углом при верщине, грани которого выполнены со светоделитель- ным покрытием, установленный так, что биссектриса двугранного угла перпендикулярна к оптической оси устройства,зеркало 6, оптически связанное с внешними гранями дву- гранного отражателя 5 и установленное так, что нормаль к нему перпендикулярна к оптической оси устройства и ребру двугранного отражателя 5, регистратор 7, оптически связанный со светоделителем 3, отражатель 8 предназначенный для скрепления с контро- лируемым объектом (не показан) и оптически связанный с выходной гранью двугранного отражателя 5.

Устройство работает следующим образом.

Пучок лучей источника 1 когерентного излучения отражается от зеркала 2 и проходит через светоделители 3 и 4. Первая грань двугранного отражателя 5 делит пучок лучей на два, первый из них 1д проходит через грани двугранного отражателя, не изменяя своего направления, а второй Ig отражается последовательно от первой грани двугранного отражателя 5, затем от зеркала 6 и от второй грани двугранного отражателя 5, после чего вместе с пучком лучей 1. отражается от отражателя 8.

В начальном положении контролируемого объекта отражатель 8 перпендикулярен к оптической оси устройства. В этом случае пучки лучей 1д, 1 после отражения от отражателя 8 пройдут в обратном направлении двугранный отражатель 5, зеркало 6, све- тоделитель 4 и, отразившись от светоделителя 3, попадут на вход регистратора 7, где сформируют одно световое пятно.

Регистратор 7 может быть выполнен в виде линейки ПЗС с блоком обработки сигнала.,

Угловое смещение контролируемого объекта приводит к повороту отражателя 8 на угол 2а. В этом случае пучки лучей IA и 1

0 о

5 5

0

0

после отражения от отражателя 8 образуют угол 2а с оптической осью устройства. Пройдя через двугранный отражатель 5 и зеркало 6, пучок лучей 1 отклонится от оптической оси устройства на угол 2а, но в другом направлении по отношению к пучку лучей 1д, пройдя через светоделитель 4 и отразившись от светоделителя 3, эти пучки лучей сформируют на входе регистратора два световых пятна, расстояние между которыми пропорционально углу а.

Часть пучков лучей при прохождении через светоделитель 4 отразится в обратном направлении, пройдет через двугранный отражатель 5, отразится от зеркала 6, отражателя 8, затем опять пройдут через двугранный отражатель 5, отразится от зеркала 6, пройдет через светоделитель 4, отразится от светоделителя 3 и сформирует на входе регистратора 7 четыре световых пятна. При этом расстояние между крайними световыми пятнами пропорционально углу 4а.

Таким образом, за счёт многократного отражения пучков лучей от отражателя 8 линейное смещение световых пятен на входе регистратора 7 во много раз превыщает смещение светового пятна при однократном отражении от отражателя 8, что приводит к повышению точности контроля. Количество регистрируемых отражений световых пучков от отражателя 8 определяется установкой соответствующего порогового уровня чувствительности регистратора, так как при многократных отражениях уменьшается интенсивность пучков лучей.

Формула изобретения

Устройство для контроля малых угловых смещений, содержащее источник когерентного излучения и последовательно расположенные по ходу пучка лучей двугранный отражатель с тупым углом при вершине, грани которого выполнены со светоделительным покрытием и установленный так, что биссектриса двугранного угла перпендикулярна к оптической оси устройства, зеркало, оптически связанное с внешними гранями двугранного отражателя и установленное так, что нормаль к нему перпендикулярна к оптической оси устройства и ребру двугранного отражателя, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено первым светоделителем, установленным между источником когерентного излучения и двугранным отражателем под углом 45° к оптической оси устройства, вторым светоделителем, установленным между первым светоделителем и двугранным отражателем перпендикулярно к оптической оси устройства, и отражателем, предназначенным для скрепления с контролируемым объектом и оптически связанным с выходной гранью двугранного отражателя, а регистратор оптически связан с первьнл светоделителем.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля малых угловых смещений объектов. Целью изобретения является повышение точности контроля. Пучок лучей источника 1 когерентного излучения отражается от зеркала 2 и проходит через светоделители 3 и 4, двугранный отражатель 5, отражается от зеркала 6 (система двугранный отражатель 5 и зеркало 6 обеспечивает разделение пучка лучей на два 1д и 1), а затем от отражателя 8. Если отражатель 8 перпендикулярен оптической оси устройства. то отраженные от него пучки лучей, пройдя в обратном направлении двугранный отражатель 5, отразившись от зеркала 6, пройдут через светоделитель 4 и, отразившись от светоделителя 3, сформируют на входе регистратора 7 световое пятно. Поворот отражателя 8 на угол а приводит к повороту пучков лучей Ц и 1 после отражения от отражателя на угол 2а. Эти пучки лучей после двугранного отражателя 5 и зеркала 6 частично проходят через светоделитель 4, а частично отражаются от него. Прошедшие пучки лучей после отражения от светоделителя 3 сформируют на входе регистратора 7 два световых пятна, расстояние между которыми пропорционально углу а. Отраженные от светоделителя 4 пучки лучей повторяют ход первоначального пучка лучей и после отражения от отражателя 8, а затем после двугранного отражателя 5, зеркала 6, светоделителей 4 и 3 сформируют на входе регистратора 7 световые пятна, при этом расстояние между крайними световыми пятнами будет пропорционально углу 4а и т. д. 1 ил. (Л