Оптико-электронное устройство для измерения угла скручивания объекта Советский патент 1988 года по МПК G01B11/26 

(Л С

Изобретение позволяет контролировать угол скручивания объекта, Целью изобретения является увеличение дальности измерения путем уменьшения угла отражения автоколлимационного пучка. Направляют излучение от фотоэлектрического автоколлиматора 1 на отражатель 9, перед которым располагают анаморфозную телесистему 8, выполненную из двух клиньев. Изображение квадратной марки 4 строят на многоэлементном ПЗС фотоприемника 7,. При повороте объекта совместно с ним поворачивается анаморфозная телесистема 8, что приводит к изменению формы и размера изображения марки 4 на фотоприемнике 7, по изменению пространственного положения которой вычисляют угол скручивания объекта. 10 ил,

ue.f

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения угла скручивания объекта при сборке и эксплуатации пространственно разнесенных изделии в машиностроении, энергетике и строительстве.

Целью изобретения является увеличение дальности измерения путем уменьшения угла отражения автоколлимационного пучка.

15

20

30

.5

На фиг. 1 приведена оптическая схема устройства; на фиг. 2, 3 показана диафрагма и ее изображение в фокальной плоскости объектива автоколлиматора; на фиг. 4 показана телескопическая анаморфозная система; на фиг. 5-10 приведены виды изображений диафрагмы при разных угловых разворотах объекта.

Устройство содержит фотоэлектри- чрский автоколлиматор 1, включающий источник 2 света, конденсатор 3, мар- 25 ку 4, светоделитель 5, объектив 6, фотоприемник 7 и блок обрг1ботки (не показан), анаморфозную телесистему 8, выполненную из двух клиньев, и отражатель 9, предназначенный для скрепления с контролируемым объектом (не показаны).

Марка.имеет квадратную форму, диагонали которой расположены в мери- диональной и саггитальной плоскостях. Фотоприемник выполнен в виде мат- рицы приборов с зарядовой связью

(пзс).

Анаморфозная телесистема установлена на половине выходного зрачка автоколлиматора 1 л скреплена с отражателем 9.

Два клина анаморфозной телесистемы 8 установлены последовательно по ходу излучения таким образом, что углы падения f, и (фиг.З) и прелс

луча на первой преломляюи второго клиньев равны нулю, углы отклонения пучка излучения после прохождения первого и второго клиньев имеют противоположные знаки.

Оба клина выполнены из материала с одинаковым показателем преломления и имеют равные по абсолютной величине преломляющие углы.

Угол (.(фиг.З), определяющий взаимное положение двух клиньев по абсолютной величине,равен углу преломЮ

ления f , 5j

щей грани первого

15

50

55

ления на клина..

второй поверхности первого

0,д 5 -агсз1п{ nsinP) .

Устройство работает следующим образом.

Колл{-1мированный пучок лучей, формируемый от марки 4 объективом 6 автоколлиматора , направляют на отражатель 9. Половина пучка проходит анаморфозную телесистему 8 в прямом ходе излучения, а другая его половина - в обратном ходе излучения от отражателя 9.

Световозвращенный от отражателя 9 пучок света объективом б автоколлиматора 1 проецируется на фотоприемник, 7, где строятся изображения марки 4, трансформированные анаморфозной телесистемой 3,

. Считывание сигналов с элементов ПЗС-матрицы фотоприемника. 7 осуществляют последовательно от элемента к элементу и построчно, поэтому в блок обработки (не показан) подается дискретно сигнал в виде последовательности импульсов. В блоке обработки определяют координаты л и Y изображения

марки ,„„ и

Y Т - Т - -мяхС

Угол поворота tf вычисляют из соотношения

1 ,1-Хч,А+К arccos(j:)()

Cf ::: 3

где А - коэффициент анаморфозьг телескопической а.наморфозной системы, 1-sin e

При повороте контролируемого объекта вместе с ним поворачиваются отражатель 9 и анаморфозная телесистема 8, Вследствие поворота главного сечения анаморфозной телесистемы 8 происходит изменение формы и размера изображения марки на фотоприемнике 7 (фиг. 4).

По пространственному положению изображения марки на фотоприемнике вычисняют угол поворота.

Формула изобретения

Оптико-электронное устройство для измерения угла скручивания объекта, содежащее отражатель, предназначенный для скрепления с объектом, и фотоэлектрический автоколл1-ьчатс)р, включающий последовательно установлепные

фае. 2

Е, Е,-0

фие.5

дзиг4

фиг В

V

30

cfjus7

сриг.9

ВНИШИ Заказ 5330/40

(риР.6

дг

(ри.В

V X

X дзиг. Ю

Тираж 680 Подписное