Способ измерения угловых перемещений объекта и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G01B11/26 

00

о ел ю

00

ч

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может использовано для дистанционного измерения угловых перемещений объекта в системах точного позиционирования. Целью изобретения является повышение точности измерения узловых перемещений. По способу измерения перед анализом положения марок осуществляют поворот изображения одной из сформированных марок до положения, перпендикулярного линии чувствительности линейки ПЗС, поочередно растягивают их изображения в направлении, перпендикулярном линии чувствительности линейки ПЗС. поочередно анализируют уровень освещенности изображения марок и при уровне меньше порогового, формируют изображение параллельно смещенной марки. В устройство для осуществления способа введены 2п источника света, 2п световода, 2п щелевых диафрагм, второй объектив, цилиндрическая линза, анализатор уровня освещенности, переключатель светодиодов, переключатель шторки, каждый источник света оптически связан с одним световодом и одной щелевой диафрагмой, все щелевые диафрагмы установлены в фокальной плоскости первого объектива, линейка ПЗС установлена в фокальной плоскости второго объектива, выходы линейки ПЗС через анализатор уровня соединен с переключателем шторки и переключателем светодиодов. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. ел

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для дистанционного измерения угловых перемещений в системе точного позиционирования.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На чертеже представлена схема устройства для реализации способа измерения угловых перемещений объекта.

Устройство работает следующим образом.

Источники света 1, 2 посредством световодов 3,4 поочередно освещают щелевые диафрагмы 5, 6 и с помощью светоделителя 7 и объектива 8 создают расходящийся оптический пучок. Причем каждый из источников света 1, 2 оптически связан только с одним из световодов 3, 4 и одной из диафрагм 5, 6. Взаимно перпендикулярные щелевые диафрагмы 5, 6 расположены в фокальной плоскости объектива 8. Объектив 9 фокусирует часть этого пучка и с помощью светоделителя 10, прямоугольных призм 11, 12, цилиндрической линзы 13 строит изображения щелевых диафрагм в плоско: сти линейки 14 ПЗС. На линейке ПЗС с помощью экранизирующей шторки 15 поочередно формируются только информационные изображения щелевых диафрагм 5, б. Призма 11 поворачивает изображение щелевых диафрагм 5 до положения, перпендикулярного линии чувствительности линейки 14 ПЗС, установленной в фокальной плоскости объектива 9 перпендикулярно изображению щелевых диафрагм 6. Цилиндрическая линза 13 поочередно растягивает изображение щелевых диафрагм 5, 6 в направлении, перпендикулярном линии чувствительности линейки 14. Анализатор 16 уровня поочередно анализирует уровень освещенности изображения щелевых диафрагм 5, 6 и при уровне меньше порогового подает сигналы на переключатель 17 шторки и переключатель 18 светодиодов, в результате формируется параллельно смещенное изображение щелевой диафрагмы. Процесс переключений светодиодов 1, 2, формирования изображений щелевых диафрагм 5, б.в плоскости линейки 14, анализиро- вания уровня освещенности продолжается до тех пор, пока с анализатора 16 уровня не будет получен максимальный (пороговый) уровень сигнала.

Формула изобретения 1. Способ измерения угловых перемещений объекта, заключающийся в том, что поочередно формируют изображения двух протяженных взаимно перпендикулярных пересекающихся марок и поочередно анализируют их положение с помощью линейки ПЗС, установленной в плоскости анализа перпендикулярно изображению соответствующей марки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения угловых перемещений, производят формирование изображений дополнительных

марок, перед анализом положения изображений марок осуществляют поворот изображений одной из дополнительных марок, производят поочередное трансформирование изображений марок в плоскости анализа, поочередно определяют уровень освещенности изображений марок, устанавливают значение порогового уровня освещенности, при уровне ниже порогового формируют изображения параллельно смещенной марки, а угловое перемещение определяют путем сравнения координат центров марок в плоскости объекта и их изображений в плоскости анализа.

перемещений объекта, содержащее источник излучения и оптически связанные с ним две щелевые диафрагмы, двас&етовода и объектив, образующие осветительный блок, и предназначенный для скрепления с объектом приемный блок в виде линейки ПЗС и блока обработки информационных сигналов, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено расположенными в осветительном

блоке п источниками излучения и оптически связанными с ними через светоделитель п щелевыми диафрагмами и п световодами, и установленными в приемном блоке светоделителем, двумя прямоугольными призмами,

расположенными соответственно в потоках излучения от светоделителя, шторкой, установленной перед одной из призм с возможностью изменения положения, цилиндрической линзой,объективом,анализатором уровня и двумя переключателями, а выходы линейки ПЗС через анализатор уровня связаны с соответствующим пере- ключателем.