Фотоэлектрический способ контроля углового положения излучателя и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G01B11/26 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения и контроля углового положения излучателя.

В настоящее время для этих целей используются различные амплитудные, импульсные и фазовые фотоэлектрические способы и устройства. Основным их недостатком является слабая помехозащищенность при воздействии помех и шумов и низкая точность из-за погрешностей растра анализатора изображения.

Ближайшим аналогом предлагаемого способа является фазовый способ контроля углового положения излучателя, заключающийся в том, что раздвоенные изображения излучателя анализируют во взаимно противоположных направлениях и об угловом положении излучателя судят по разности фаз р анализируемых оптических сигналов.

Ближайшим аналогом предлагаемого устройства является устройство, реализующее этот способ. Оно содержит последовательно расположенные объектив, светоделительный блок, состоящий из двух прямоугольных призм, полупрозрачная ги- потенузная грань одной из которых приклеена к катетной грани другой призмы, зеркала, дисковый радиально-секторный анализатор изображения, взаимно противоположные участки растра которого расположены на пути рьздвоенных пучков лучей, фотоприемники, установленные в этих пучках лучей, электр ччески связанные с усили

СА) CJ Ю ГО

со

гелями, и подключенный к ним регистратор разности фаз.

Основным недостатком указанного способа контроля углового положения излучения является слабая помехозащищенность при работе в условиях воздействия фонов, шумов и помех. Слабая помехозащищенность может провести к понижению точности и даже к потере работоспособности. Основным недостатком устройства является понижение точности вследствие технологических погрешностей растра анализатора изображения.

Целью изобретения в способе является повышение точности.

Фотоэлектрический способ контроля углового положения излучателя заключается в том, что формируют два изображения излучателя, анализируют их во взаимно противоположных направлениях, формируют оптические сигналы и об угловом положении судят по разности фаз оптических сигналов, измеряют среднеквадратические значения a-i и ог сформированных электрических сигналов и их взаимную корреляционную функцию Ki-2, а разность фаз определяют по зависимости

(р arccos

Ki-2

СП 02

На чертеже представлено фотоэлектрическое устройство, реализующее способ.

Фотоэлектрическое устройство для контроля углового положения излучателя содержит последовательно расположенные объектив 1, светоделительный блок 2, два плоских зеркала 3 и 4, установленных в ходе соответственно каждого из отраженных потоков, анализатор 5 изображения, например, радиально-секторный, два фотоприемника 6 и 7, расположенных в каждом из потоков, два усилителя 8 и 9, установленных за каждым из фотоприемников 6 и 7, входы которых связаны с выходами фотоприемников, два измерителя 10 и 11 сред- неквадратических значений электрических сигналов, входы которых связаны соответственно с каждым из усилителей, коррелятор 12, вход которого связан с выходами усилителей 8 и 9, и вычислитель 13, вход которого связан с выходами коррелятора 12 и измерителей 10 и 11 среднеквадратиче- ских значений сигналов.

Способ реализуется следующим образом. При изменении углового положения а излучающего объектива относительно оптической оси объектива 1 возникает сдвиг фаз р потоков Ф1 (t) и

Ф2(1) - модулируемых анализатором 5 изображения, пропорциональный величине контролируемого угла а. Коррелятор 12 измеряет за интервал времени Т взаимную корреляционную функцию Ki-2 сигналов Ui(t) и (t), возникающих на выходе усилителей 8 и 9, а вычислитель 13 вычисляет сдвиг фаз р этих сигналов по формуле

р arccos 1 2

Т(71 02

15

Значение контролируемого угла а определяют по вычисленному сдвигу фаз р из следующего соотношения

а , 360°

где йо - угловой размер прозрачного штриха растра анализатора изображения.

При осуществлении предлагаемого способа контроля углового положения излуча- теля изменения амплитуд оптических сигналов, вызванные воздействием помех, фона и шумов, практически не оказывают влияния на измеряемую разность фаз р.

Формула изобретения

1. Фотоэлектрический способ контроля углового положения излучателя, заключающийся в том, что формируют два изображе- ния излучателя, анализируют их во

взаимно противоположных направлениях, преобразуют оптические сигналы в электрические, а об угловом положении излучателя судят по разности фаз электрических сигналов, отличающийся тем, что, с

целью повышения точности, измеряют среднеквадратические значения oi и 02 сформированных электрических сигналов и их взаимную корреляционную функцию Ki-2, а разность фаз определяют по зависимости

р - arccos

Ki - 2 а аг

2. Устройство для контроля углового положения излучателя, содержащее последовательно расположенные объектив, светоделительный блок, два плоских зеркала, установленных в ходе соответственно

каждого из отраженных потоков, анализатор изображения, два фотоприемника, расположенных в каждом из потоков, два усилителя, установленных за каждым из фотоприемников, входы которых связаны с выходами фотоприемников, и регистратор, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено двумя измерителями среднеквадратических значений электрических сигналов, входы котоусилителей, коррелятором, вход которого связан с выходом усилителей, и вычислителем, вход которого связан с выходами коррелятора и измерителей среднеквадра

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения и контроля углового положения излучателя. Целью изобретения является повышение помехозащищенности и точности в условиях воздействия фона помех и шумов, а также погрешностей раствора анализатора изображения. Цель в способе достигается благодаря тому, что измеряют среднеквадратические значения электрических сигналов, сформированных при взаимно противоположных направлениях анализа изображения излучателя, и их взаимную корреляционную функцию, а разность фаз анализируемых сигналов вычисляют по зависимости. В устройстве цель достигается путем включения в его конструкцию коррелятора, электрически связанного с усилителями, двух измерителей среднеквадратических значений сигналов, подключенных к усилителям, и вычислителя значения 2 с.п.ф-лы, 1 ил. С/) С

рых соответственно связаны с каждым из 5 тических значений сигналов.