Способ угловых измерений и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G01C15/00 

00

ГС СП

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения углового положения объектов в инженерной геодезии и точном машиностроении. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет увеличения смещения изображения путем многократного его проецирования. Изображение марки 6, установленной на объекте, проецируется с увеличением меньше единицы оптической системой 1 на светочувствительную поверхность блока преобразования 2, а затем через блок преобразования 3 воспроизводится на экране 4 и дополнительном экране 5, установленном в плоскости марки 6, после чего многократно повторяют операции проецирования и воспроизведения последнего изображения марки. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

CpLfP.1

150

Птобретенне относится к кои Т ролыю 1змсритр.тп,ной технике и может быть использонано для измерения углового положенрш объектов в инженерной г ео- дезии, точном машиностроении, атомной энергетик , нри контроле за деформациями сооружений и зданий.

Цель изобретения - повьшение точности измерения за счет увеличения смещения изображения путем многократного его проецирования.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для угловых измерений; на фиг.2 - последователь- ности изображений марок на экранах блока воспроизведения изображения и дополнительного блока воспроизведения изображения.

Устройство содержит оптическую проекционную систему 1, блок 2 преобразования изображения в,сигнал (выполненный, например, в виде телекамеры), расположенный в плоскости изображения, связанный с блоком 3 преобра зования сигнала, подключенным к блоку 4 воспроизведения изображения (выполненному, например, в виде телеприемника) ,. дополнительный блок 5 воспроизведения изображения, расположенный на измеряемом объекте (не показан), с экраном, совмещенным с плоскостью предметов оптической проекционной системы, марку 6, совмещенную с центром экрана и связанную с объектом.

Способ реализуется следующим образом.

Марку 6, расположенную под углом к оптической оси проекционной системы 1) проецируют с помощью этой системы на чувствительную поверхность телекамеры 2, расположенной в плоскости изображений. Сигнал, получен- , ный телекамерой, усиливают и преобразуют в блбке 3, а затем воспроизводя .на экране телеприемника 4. Величина смещения изображения марки на экране телеприемника 4 (фиг.2а) определяетс увеличением оптической проекционной системы и равна

{

где J5/ .Р

В итоге после многократного проецирования марки на экранах телеприемников 4 и 5 получают последоваf, .V.

1зеличина смещения (в векторной форме) изображения марки eg тельность изображений, каждое из кона экране телеприемника 4;торых меньше предыдущего в V раз, величина смещения марки 6а характер последовательности изобра - относительно оси оптическойжений представляет собой бесконечно ирое кционн(1й системы 1;убывающую геометрическую прогрессию

V - уие,11яч(. иие оптической проеционной системы.

Это изображение воспроизводят также на экране телеприемника 5, с центром которого совмещена марка 6. Получают смещенное изображение марки относительно оси оптической проекционной системы (фиг.26) на величину, равную

f, + р; - р, , (1 vb

где PJ - величина смещения изображения марки относительно оси оптической проекционной системы, полученная после однократного проецирования марки.

Полученное изображение марки вновь автоматически проецируют на чувствительную поверхность телекамеры 2, преобразуют в блоке 3 и воспроизводят на экране телеприемника 4. Получают смещенное изображение марки относительно оси оптической проекционной системы на величину, равную

Р fVv /, (V

где Pj величина смещения изображения марки на экране телеприемника 4 относительно оси оптической проекционной системы после двукратного проецирования марки.

Полученное изображение воспроизводят также на экране телеприемника 5 и т.д. Происходит многократная циркуляция изображений марки, в результате которой на экранах телеприемников 4 и 5 получают, смещенные изображения марки относительно оси оптической проекционной системы на

величины, равные соответственно

п

.V

-йт

- .

где п - количество проецирований марки.

В итоге после многократного проецирования марки на экранах телеприемников 4 и 5 получают последовательность изображений, каждое из которых меньше предыдущего в V раз, а характер последовательности изобра жений представляет собой бесконечно убывающую геометрическую прогрессию

со знаменателем V. По формуле опре- . деления суммы бесконечно убывающей геометрической прогрессии определяют величину смещения изображения марки относительно оси оптической проекционной системы, полученную после многократного проецирования марки

р - PL о 1 - V

где pjp - величина смещения изображений марки относительно оси оптической проекционной системы,- полученная после многократного проецирования марки. Величина смещений изображения

марки по координатам X и Y составит

соответственно

- V

- 1 - V

где р . проекции вектора

смещения марки относительно оси оптической проекционной системы соответственно на оси X и Y. Таким образом, величина смещения

марки о на экране телеприемника уве l личивается в раз. Чем ближе

к единице увеличение оптической проекционной системы, тем больше величина смещения pjg . При V 0,9 величина смещения изображения марки увеличится в 1 О раз.

1 Такое увеличение смещения во столько же раз увеличивает крутизну характеристики преобразования, а следова008256

тельно, и точность измерения углопого смещения.

Формула изобретения

t

10 преобразуют изображение в электрический сигнал, воспроизводят по нему изображение марки на экране, определяют смещение изображения марки относительно центра экрана и судят по

15 нему о значении угла, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, устанавливают в плоскости марки дополнительный экран, воспроизводят на нем изображение мар-

20 ки, соответствующее ее положению на светочувствительной поверхности, многократно повторяют операции проецирования с увеличением меньше единицы и воспроизведения последнего изоб25 ражения марки, а смещение изображения марки определяют по положению точки, к которой асимптотически стремятся изображения марки,

5 изображения оптической проекционной системы, к выходу которого подключен блок преобразования сигнала, соединенный с блоком воспроизведения изображения, отличающееся

0 тем, что, с целью повышения точности, в него введен дополнительный блок воспроизведения изображения, располо- женньй в плоскости марки и связанный с выходом блока преобразования сиг5 нала, при этом увеличение оптической проекционной системы меньше единицы.

(рае. 2

Редактор И.Рыбченко

Составитель В.Назаров Техред М.Хсданич

Заказ 4849/33

Тираж 683

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Корректор Т,Колб

Подписное