УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВ ПОВОРОТА ОБЪЕКТОВ Советский патент 1971 года по МПК G01C1/06 G01C9/24 

Изобретение относится к оптической контрольно-имзерительной аппаратуре, а именно к оптическим устройствам для слежения за изменением углового положения объектов, в частности для определения углов наклона поворотного механизма оптических экзаменаторов.

Известны устройства, содержащие оптический микрометр с крышеобразной разделительной призмой, изображение шкалы которого рассматривается вместе с изображением марки, смещающейся вместе с исследуемым объектом. Для построения изображения марки на подвижном объекте закреплен отражающий элемент, а собственно светопроекционная оптическая система закреплена неподвижно.

Для повышения чувствительности с использованием принципа оптического умножения в предлагаемом устройстве отражающий элемент выполнен в виде прямоугольной призмы БР-180, плоскость главного сечения которой перпендикулярна плоскости главного сечения крыщеобразной разделительной призмы. В этом случае прямоугольная и крыщеобразная разделительные призмы образуют соответственно подвижный и неподвижный элементы оптического умножителя, работающего в сходящемся пучке лучей в отличие от зеркального умножителя в автоколлимациопных системах,

На фиг. 1 представлена принципиальная схема построения экзаменатора; на фиг. 2 - оптическая схема описываемого устройства; на фиг. 3 - схема, поясняющая его работу;

на фиг. 4 - поле зрения отсчетного окулярмикроскопа.

На основании 1 смонтированы наклонно-задающий механизм 2, на котором установлен поверяемый уровень 3, и оптическая светопроекционная и измерительная система.

Наклонно-задающий механизм соединен с основанием при помощи упругого безлюфтового щарнира 4 в виде, например, пластинчатой пружины с ослабленным сечением, через

которое проходит ось качания механизма относительно основания. Наклон задающего механизма осуществляется, например, наводящим винтом 5. Пучок лучей от лампочки 6, осветив марку

7 со штрихом 8, направляется в микрообъектив 9. Далее пучок лучей поступает в призму 10, закрепленную на наклонно-задающем механизме 2, которая изменяет направление его на 180° и отражает через компенсатор //

в направлен} призм 12 и 13 разделительного блока 14 оптического микрометра.

Главные сечения призмы 10 и блока 14 взаимно перпендикулярны. Подвижная прямоугольная призма 10 создает линейное сметом оптического умножителя, работающего в сходящем пучке .тучей.

При входе в разделительный блок пучок лучей разделяется на границе зеркального покрытия участка 15 на две преимущественно равные части. Одна часть пучка при этом проходит в призму 13, а другая, отразившись от зеркальной поверхности участка 15, - в призму 12. Претерпев отражение в этих призмах, обе части пучка снова соединяются на границе второго зеркального участка 16 в один пучок, где и строится объективом 9 изображение 17 штриха 8 марки 7, которое совместно с изображениями 18 и 19 соответственно границы зеркального участка 16 и делений шкалы 20 микрометра рассматривается через объектив 21, призму 22 и линзы окуляр-микроскопа 23.

Цену деления (чувствительности) уровней поверяют обычным образом. Винтом 5 наклоняют задающий механизм с ампулой поверяемого уровня 3 на некоторый угол а, соответствующий, например, определенному числу делений шкалы уровня. Так как призма 10 жестко установлена на наклонно-задающем механизме, то она также наклонится на угол а и кроме того переместится на некоторую величину, пропорциональную величине отстояния от оси качания / и углу наклона а. В результате этого луч при выходе кз призмы 10 сместится в плоскости наклона относительно своего первоначального направления на величину Ai+A2 -Kia -f/dau, где /Ci - коэффициент, учитывающий число отражений в призме при ее смещении и наклоне, а величина а- база призмы 10.

С учетом увеличения оптической системы Гм, а также коэффициента Kz разделения

изображения 17 штриха марки и перемещения раздельных частей з диаметрально противоположные ;1аправления вдоль изображения 8 раздела, углу наклона а будет соответствовать в поле зрения величина смещения

До(Д1+А2)Г„л;г.

Путем торцового совмещения двух частей изо&ражения 17 марки поворотом плоскопараллелыюй пластинки измеряют величину До 1Ю угломерной шкале микрометра. Сравнивают показание шкалы микрометра со значением угла, соответствующего цене деления угломерной шкалы поверяемого уровня.

При снятии показаний со шкалы микрометра в качестве отсчетного индекса используется одна из частей изображения марки при совмещенном их положении.

Предмет изобретения

Устройство для определения углов поворота объектов, например наклонного механизма

оптического экзаменатора, содержащее оптическую светопроекционную систему для построения изображения марки, предпочтительно штриховой, после отражения от оптического элемента, жестко соединенного с подвижным

объектом, в поле зрения оптического микрометра с крышеобразной разделительной нризмон, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, отражающий элемент выполнен в виде прямоугольной

призмы БР-180, плоскость главного сечения которой перпендикулярна плоскости главного сечения крышеобразной разделительной призмы.

55

гб ;з /5 „ „

rj J

23

-4с,

Г2iF

i 2/

22

ч