Оптическое устройство для измерения угловых перемещений Советский патент 1990 года по МПК G01B11/26 

1

(21)4491556/25-28

(22)10.10.88

(46)30.11.90. Бюл. N°44

(72) Б.Г.Горшков и Ю.Б.Первушин

(53)585.43 (08,8.8)

(56)Патент Англии N: 2129930 кл.С 01 В 11/26, 1984.

(54)ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

(57)Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в сборе информации. Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых угловых перемещений. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения угловых перемещений содержит последовательно установленные источник 1 излучения, микрообьектив 2 и мйк- рообъектив 4, установленные на входе и выходе световода 3 соответственно, спектральный преобразователь 5, выполненный в виде прозрачного для оптического излучения диска, толщина которого изменяется по периметру световода 8 с микрообь- ективом 6 на входе и микрообьективом 7 на выходе, спектрального анализатора 9, выполненного по аналогии со спектральным преобразователем 5 с маркерной меткой на границе перепада толщин материала диска, микрообъектива 10 и фотоприемника 11, соединенного выходом с входом блока 13 обработки, второй вход которого подключен к выходу блока 12 считывания. Спектральный анализатор 9 вращается с помощью электродвигателя 14, подключенного к выходу блока 15 стабилизации. 1 ил.

4

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в сборе информации. Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых угловых перемещений. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения угловых перемещений содержит последовательно установленные источник излучения 1, микрообъектив 2 и микрообъектив 4, установленные на входе и выходе световода 3 соответственно, спектральный преобразователь 5, выполненный в виде прозрачного для оптического излучения диска, толщина которого изменяется по периметру световода 8 с микрообъективом 6 на входе и микрообъективом 7 на выходе, спектрального анализатора 9, выполненного по аналогии со спектральным преобразователем 5 с маркерной меткой на границе перепада толщин материала диска, микрообъектива 10 и фотоприемника 11, соединенного выходом с входом блока 13 обработки, второй вход которого подключен к выходу блока 12 считывания. Спектральный анализатор 9 вращается с помощью электродвигателя 14, подключенного к выходу блока 15 стабилизации. 1 ил.

6 7 9,

10 п.

о

о

ю

СП

о

Изобретение ртносится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых перемещений в машиностроении, приборостроении;

Цель изобретения - повышение точно- сти измерений и расширение диапазона из- . меряемых угловых перемещений.

На чертеже представлена схема оптического устройства для измерения угловых перемещений.

Устройство содержит установленные последовательно источник 1 излучения, микрообъектив 2,световод 3, микрообъектив 4, спектральный преобразователь 5, микрообъективы 6 и 7, установленные на входе и выходе световода 8 соответственно, спектральный анализатор 9, микрообъектив 10, фотоприемник 11, блок 12 считывания, блок 13 обработки, двигатель 14 и блок 15 стабилизации.

Устройство работает следующим образом.

Изучение широкополосного источника 1 микрообъективом 2 вводится в световод 3. На выходе световода 3 поток излучения формируется микрообъективом 4 и направляется на спектральный преобразователь 5, представляющий собой круглую кварцевую пластинус изменяющейся линейной толщиной по периметру. На рбе поверхности пла- стины напылены широкополосные отражающие покрытия. Такая конструкция спектрального преобразователя образует интерферометр с изменяющейся базой. Функция пропускания такого устройства может быть описана функцией Эйри

F(A.ti)

(1 -Pf

(-p)

где д - фазовый набег, равный 4 ti/A - козффициент отражения зеркал;

ti - база интерферометра, и спектральный состав излучения на выходе интерферо- метра однозначно определяется его базой и связан таким образом с угловым положением спектрального преобразователя. Поток излучения, прошедший спектральный преобразователь, вводится микрообъективом 6 в световод 8 и микрообъективом 7 формиру- ется на спектралъном преобразователе 9, который приводится во вращение электродвигателем 14, подключенным к выходу блока 15 стабилизации. Спектральный

анализатор 9 конструктивно выполнен ана-

5

Q

15 20

25 30 5

0

с п

логично спектральному преобразователю 5, т.е. также представляет собой интерферометр с переменной базой. При равенстве баз интерферометров все максимумы функций пропускания интерферометров совпадают и светопропускание устройства максимально. Если базы спектрального преобразователя 5 и анализатора 9 не равны, то максимумы функций пропускания не совпадают и светопропускание устройства незначительно.

Поток излучения с выхода спектрального анализатора 9 микрообъективом 10 направляется в фотоприемник 11, преобразуется в электрический сигнал и подается на блок 13 обработки, который выделяет основной максимум сигнала и измеряет его положение относительно временной метки, формируемой путем считывания маркерной метки, нанесенной на спектральный поляризатор 9 в точке максимального значения базы, блоком 12 считывания.

Формула изобретения Оптическое устройство для измерения угловых перемещений, содержащее последовательно установ ленные источник излучения и первый световод, спектральный преобразователь и второй световод, два объектива, спектральный анализатор и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерений и расширения диапазона измеряемых угловых перемещений, оно снабжено блоком считывания, третьим объектом, двигателем, блоком стабилизации, спектральный преобразователь и анализатор выполнены в виде круглой кварцевой пластины с монотонно изменяющейся вдоль периметра толщиной, спектральный преобразователь установлен с возможностью вращения между оптическим выходом первого световода и оптическим входом второго световода, спектральный анализатор установлен между оптическим выходом Второго световода и оптическим входом блока регистрации и выполнен с маркерной меткой, блок регистрации выполнен из последовательно установленных микрообъектива фотоприемника и схемы обработки, соединенной первым входом с выходом фотоприемника, а вторым входом - с выходом блока считывания, а спектральный анализатор механически связан с двигателем, подключенным к выходу блока стабилизации.