Устройство для дистанционного измерения угловых отклонений объекта Советский патент 1990 года по МПК G01B11/26 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых отклонений объекта при эксплуатации, сборке и монтаже различных изделий.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем увеличения дальности измерения, На фиг, 1 приведена принципиальная оптическая схема устройства; на фиг. 2 и 3 - схегы, поясняющие взаимное смецение изображений двух марок на поэиционно-чувствительном регистрирующем блоке при угловых поворотах объекта.

Устройство содержит объектив 1, марку 2, установленную в фокальной плоскости объектива 1, образующий первый коллигатор, объектив 3 второго коллиматора и вторую марку 4, установленную в его фокальной плоскости, второй объектив 5 и п. знционно-чунствительный регис- трнрукш1 ii блок 6, установленный в фо- калыюн плоскости второго объектива 5, Объективы 1 и 3 коллиматоров установлены на основании (не показано) так, что их оптические оси параллельны, а марки 2 и 4 симметрично смещены относительно соответствующих оптических осей на равные рас стоя ния в . разные стороны и лежат в одной плоскости, образованной оптическими осями объективов,

Объективы 1 и 3 симметрично смещены относительно оптической оси второго объектива 5, который предназначен для установки его на контролируемый объект (не показан),

Пучки, формируемые обоими коллиматорами, пересекаются на втором объективе 5. Кроме того, обозначены изобра жения 7 и 8 марок 2 и 4 коллиматора на регистрирующем блоке 6, Yf и Y , X1, и X I, - текущие координаты смеще- ния центров изображений 7 и 8 светя5

0

5

0

5

0

5

0

5

щихся марок 2 и 4 при угле поворота объекта, X , Y - текущие суммарные расстояния между центрами изображений 7 и 8, 2Е - расстояние между оптическими осями объективов 1 и 3 первого и второго коллиматоров,

Объектив имеет возможность поворот та вокруг осей X, Y, Z на углы х, с/, сооветственно.

Устройство работает следующим образом,

Объективы 1 и 3 коллиматоров формируют параллельные пучки лучей от светящихся марок 2 и 4, излучающих последовательность импульсов, сдвинутых по фазе на 180°, и направляют их на второй объектив 5.

На познционно-чувствительном регистрирующем блоке 6 строят изображения 7 и 8 светящихся марок 2 и 4, Центры изображений 7 и 8 марок 2 и 4 при угловом повороте чг (угол скручивания) объектива вокруг оси Z (фиг. 2 и 3) смещаются относительно нулевого положения в противоположные стороны на расстояние

,

а при угловом повороте объектива вокруг оси Y смещаются относительно нулевого положения на расстояние X1, и .

.

С выходов позиционно-чувствительного регистрирующего блока 6 снимают сиг- % налы, пропорциональные смещениям Xj, Х г и Y( , Yj , причем сигналы снимаются в порядке, согласованном с последовательностью излучаемых импульсов светящимися марками 2 и 4, т.е. вначале Х и Yi затем XJ и Y .

Для малых угловых отклонений объекта (не показан) определение углов поворота объектива i/K, (f и if проводят из следующих зависимостей: v1 v

YI-YJ .

-(

±ч,

%,

Y tVSr

X

т;

где f - фокусное расстояние объектива 5.

Формула изобретения Устройство для дистанционного измерения угловых отклонений объекта, содержащее основание, источник света, объектив и марку, расположенную в фокальной плоскости объектива и смещенную относительно его оптической оси, установленные на основании и образующие коллиматор, второй объектив и позиционно-чувствительный регистриру

6206

ющий блок, расположенный в фокапьной плоскости второго объектива, образукт- щие приемный узел, предназначаемый для установки его на контролируемом объекте, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем уьелнчения дальности измерения, оно снабжено вторым коллиматором, выполненным аналогично первому и установленным так, что его оптическая ось параллельна оптической оси первого коллиматора, а его марка симметрично смещена относительно марки первого коллиматора в противоположную cTopoiry и расположена в плоскости, проходящей через оптические оси обоих коллиматоров.

10

15

Изобретение позволяет расширить технологические возможности устройства путем увеличения дальности измерения за счет уменьшения линейного смещения двух коллимированных пучков на приемном устройстве. С помощью двух объективов 1, 3 формируют два коллимированных пучка от двух марок 2,4, каждая из которых оптически связана с одним из объективов и смещена относительно его оптической оси. Направляют сформированные коллимированные пучки на объективе 5 приемного узла, расположенного на контролируемом объекте. Совмещают сформированные пучки друг с другом на входной апертуре приемного объектива 5, с помощью которого строят их изображения на позиционно-чувствительном регистрирующем блоке. Измеряют изображения обеих марок на регистрирующем блоке и по измеренным координатам вычисляют углы поворота объекта относительно трех координатных осей. 3 ил.

Фиг.2