Оптико-электронный датчик углового рассогласования Советский патент 1990 года по МПК G01B11/26 

315695

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптических системах в сачест- ве измерителя углового смещения . - объекта.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет исключения погрешности, обусловленной влиянием изменения интегральной чув- JQ ствительности фотоприемников на результаты контроля.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого датчика.

Оптико-электронный датчик углового рассогласования содержит последова тельно установленные на оптической оси поляризатор 1, преобразователь, выполненный из двух клиньев 2 и 3 из анизотропного материала так, что оп- тические оси каждого из клиньев составляют угол 45° с входной гранью соответствущего клина, а ребра каждого из клиньев 2 и 3 параллельны их главной плоскости, клинья 2 и 3 ори- ентированы друг относительно друга так, что оптические оси каждого из них компланарны с одной из двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через оптическую ось датчика и образующих угол 45 с осью поляризатора 1, а главные плоскости клиньев 2 и 3 взаимно перпендикулярны, анализатор 4, ось которого перпендикулярна оси поляризатора 1, коор динатно-чувствительные фотоприемники 5 и 6, установленные так, что каждый из них оптически связан с соответствующим клином 2 и 3, а направление оси чувствительности соответствующе- го фотоприемника 5 или 6 перпендикулярно главной плоскости соответствующего клина 2 или 3.

Датчик работает следующим образом Пучки лучей от объекта контроля (не показан) проходят «ерез поляризатор 1 и падают перпендикулярно входным граням клиньев 2 и 3. Рассмотрим измерение угла рассогласования в плоскости XOZ. Разность фаз if меж- ду обыкновенным и необыкновенным пучками лучей на выходе из клина 2 определяется зависимостью

,

Т (п«

nftn

,V2

™

(п +

где п0 и пе - главные показатели преломления для обыкновенL как L - L . + ytgo

ного и необыкновенного лучей соответственно; толщина кристалла.

0

0 5 0

5 0

5

где d

Ч А

-угол клиновидности клина 2;

-толщина клина;

-длина волны,

то по задней поверхности клина 3 разность фаз изменяется вдоль оси Y. На выходной поверхности анализатора 4 локализуются интерференционные полосы, параллельные оси X, которые регистрируются координатно-чувстви- тельным фотоприемником 5. При появлении угла i. рассогласования в плоскости XOZ разность фаз if, примет значение

,1 ,)ГЧ П iM nj+ti / ldil+ni) tij 2;

При этом интерференционные полосы смещаются вдоль оси Y, а направление смещения определяется направлением углового рассогласования. Величина смещения интерференционных полос регистрируется координатно-чувствитель- ным фотоприемником 5.

Измерение угла рассогласования в плоскости YOZ происходит аналогично указанному, при этом разность фаз по задней поверхности клина 3 изменяется вдоль оси X, а интерференционные полосы, локализованные на выходной поверхности анализатора 4, параллельны оси Y и регистрируются ко- ординатно-чувствительным фотоприемни- - ком 6.

Оптико-электронный датчик обеспечивает более высокую точность контроля по сравнению с известными за счет исключения погрешности, обусловленной влиянием изменения интегральной чувствительности фотоприемников на результаты контроля.

Формула изобретения

Оптико-электронный датчик углового рассогласования, содержащий последовательно установленные на оптической оси датчика поляризатор, преоб-т разователь, анализатор, ось которого перпендикулярна оси поляризатора, и фотоприекник, отличающий - с я тем, что, с целью повышения точности, датчик снабжен вторым Аотопри5, 15

емником, преобразователь выполнен из двух клиньев из анизотропного материала так, что оптические оси каждого из клиньев составляют угол 45°с входной гранью соответствующего клина, а ребра каждого из клиньев параллельны их главной плоскости, клинья ориентированы друг относительно друга так, что оптические оси каждого из них компланарны с одной из двух взаимно перпендикулярных плоскостей, про

ходящих через оптическую рсь датчика и образующих угол 45 с осью поляризатора , главные плоскости клиньев взаимно перпендикулярны, фотопрнемнн- ки выполнены координатно-чувствитель- ными и установлены так, что каждый из них оптически связан с соответствующим клином, а направление оси чувствительности соответствующего фотоприемника перпендикулярно главной плоскости соответствующего клина.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптических следящих системах в качестве измерителя углового смещения объекта. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет устранения погрешности, обусловленной влиянием изменения интегральной чувствительности фотоприемников на результаты контроля. Пучки лучей от объекта контроля проходят через поляризатор 1 и падают перпендикулярно входным граням клиньев 2 и 3. При измерении угла рассогласования в плоскости XOZ разность фаз φ между обыкновенным и необыкновенными пучками лучей на выходе из клина 2 изменяется вдоль оси Y на выходной поверхности анализатора 4 локализуются интерференционные полосы, параллельные оси X, которые регистрируются координатно-чувствительным фотоприемником 5. Появление угла рассогласования вызывает смещение интерференционных полос вдоль оси Y, величина которого пропорциональна углу рассогласования. Измерение угла рассогласования в плоскости YOZ происходит аналогично описанному выше, при этом разность фаз по разной поверхности клина 3 изменяется вдоль оси X, а интерференционные полосы, локализованные на выходной поверхности анализатора 4, параллельны оси X и регистрируются координатно-чувствительным фотоприемником 6. Оптико-электронный датчик обеспечивает более высокую точность контроля по сравнению с известными за счет исключения погрешности, обусловленной влиянием изменения интегральной чувствительности фотоприемников на результаты контроля. 1 ил.