Оптико-электронное углоизмерительное устройство Советский патент 1989 года по МПК G01B21/00 

4

;О СО

ГС

Изобретение относится к измерительной тexни ;e, в частности к угло- измерительным устройствам, применяе- MbD-f в ма1ииностроении, судостроении для контроля взаимного положения элементов конструкций.

Цель изобретения - расширение области применения и повышение точности измерений путем обеспечения изме- рения взаимного углового положения нескольких объектов и исключения влияния враменной нестабильности измерений .

На чертеже представлена функпло- нальная схема устройства.

Устройство содержит оптически связанные осветительную систему 1, состоящую из п источников излучения, систему 2 конденсоров, состоящую из п конденсоров, размещенных таким обрзом, что их оптические оси пересекаются, диафрагму 3, светоделитель 4, объектив 5, систему 6 передачи изображения осветительной системы, п отр жателей 7, связываемых с объектом, и фотоприемник, выполненный в виде прибора 8 с зарядовой связью (ПЗС), последовательно соединенные формирователь 9, блок 10 памяти и блок 11 вычитания, блок 12 управления осветительной системой г блоком 13 питания, группа п выходов которого связана с п входами осветительной системы 1, а выход - с вторым входом бло- ка 10 памяти, вход формирователя 9 связан с выходом ПЗС 8.

Каждый из п источников излучения через соответствующий ему п-й конденсор, диафрагму 3, часть объектива 5 оптически сопряжен с соответствующим п-м отражателем. Осветительная система 1 и диафрагма 3 расположены на. двойном фокусном расстоянии от системы 2 конденсоров, ПЗС 8 и диафрг г- ма 3 размещены в фокальной плоскости объектива 5..

Устройство работает следующим образом.

Каждый из п конденсоров системы 2 проецирует в плоскость диафрагмы 3 изображение соответствующего п-го источника излучения системы 1, включенного блоком 12 управления. Затем световой поток через светоделитель 4 поступает в объектив 5, на выходе которого ф(p tиpyeтcя параллельный пучок . При этом образуется один ит II 1 очможн1,гх оптических трактол ,

5

0 5 0 5

0

с

0

проецирующий пучок света, посредством элементов системы 6 передачи изображения на соответствующий п-й отражатель 7.

Отразившись от соответствующего отражателя 7, световой поток проходит через объектив 5 в обратном направле НИИ и последний формирует на фоточувствительной поверхности ПЗС 8 изображение диафрагмы 3, характеризующее положение п-го отражателя 7.

Формирователь 9 производит съем информации с ПЗС 8, преобразует ее и направляет ее в блок 10 памяти. Блок 12 через интервал времени включает следующий источник излучения системы 1, отключив предьщущий. В этом случае световой поток направляется по другому оптическому тракту и проецируется на соответствующий отражатель 7. Весь измерительный цикл повторяется и информация о положении отражателя 7 направляется в блок 10,

Таким образом, информация о каждом из отражателей 7 поступает в запоминающее устройство.

Далее информация о взаимном положении любой требуемой пары, составленной из отражателя 7, поступает в блок 11, где путем вычитаний опреде ляется количество ячеек, характеризующее интервалы между первым и вторым, вторым и третьим изображениями.

Величины интервалов являются параметрами, пропорциональными угловому положению отражателей, и в начальный момент измерений принимаются за исходные. Изменение величины интервала свидетельствует об изменении угла между ними от заданной величины. Эта информация, характеризующая взаимное расположение отражателей (объектов), может быть преобразована в форму, удобную для обработки.

Произвольный разворот устройства приведет к одновременному смещению всех изображений на равную величину, что не отразится на величинах измеряемых интервалов между изображениями и, следовательно, на величинах измеряемых углов между отражателями.

Формула изобретения

Оптико-электронное углоизмеритель- ное устройство, содержащее оптически связанные осветительную систему, диафраг му, светоделитель, объектив, отражатель, связываемый с объектом, и фотоприемник , выполненный на приборе с зарядовой связью, формирователь, вход которого связан с выходом фотоприемника, отличающее- с я тем, что, с целью расширения области применения и повьппения точности, оно снабжено системой конденсоров, расположенной по ходу светового потока между осветительной системой и диафрагмой и состоящей из п конденсоров с пересекающимися оптическими осями, п-1 дополнительными отражателями, связываемыми с объектами, расположенной по ходу световог потока после объектива п-элементной

системой передачи изображения осветительной системы, кяжрый из п элементов которой оптически связан с соответствующим п-м отражателем, блоком управления осветительной системой, группа пходов которого соединена с входами осветительной системы, последовательно соединенными блоком памяти и блоком вычитания, выход блока управления соединен с вторьм входом блока памяти, выход фотоприемника соединен с входом формирователя, осветительная система выполнена в виде

п источников света, каждый из которых оптически сопряжен с соответствующими конденсором системы конденсоров и отражателем.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение области применения и повышения точности измерений путем обеспечения измерения взаимного углового положения нескольких объектов и исключения влияния временной нестабильности измерений. Конденсор системы 1 проецирует в плоскость диафрагмы 3, размещенной в фокальной плоскости объектива 5, изображение соответствующего источника излучения системы 1, включенного блоком 12. Затем световой поток светоделителем 4, объективом 5 и системой 6 проецируется на отражатель 7, связанный с одним из объектов. Отразившись от отражателя 7, световой поток проецируется на ПЗС 8. Формирователь 9 производит съем информации с ПЗС 8, преобразует ее и передает в блок 10 памяти. Затем измерительный цикл повторяется по другому оптическому тракту, при этом снимается информация об угловом положении другого объекта. Далее информация о взаимном положении объектов поступает в блок 11, где путем вычитания определяется величина отклонения угла от заданного. 1 ил.