ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АВТОКОЛЛИМАТОР Советский патент 1972 года по МПК G02B27/30 

Известны двухкоординатные фотоэлектрические автоколлиматоры, содержащие оптическую систему € анализатором, вьшолненньгм в виде ножа, и с фотоэлектрической схемой обработки сигнала.

Предложенный автоколлиматор отличается от известных тем, что леред оптической системой установлен отражающий линейчатый растр, жестко связанный с объектом.

Это позволяет упростить конструкцию при регистрации углового отклонения оси вращающегося объекта.

Элементы растра выполаены в виде цилиндрических линз, фокальные линии которых лежат в отражающей плоскости, перпендикулярной оси вращения объекта.

Кроме того, элементы растра выполнены в виде зеркал, образующих прямые двугранные углы, ребра которых лежат в плоскостях, перпендикулярных оси вращения объекта.

На чертеже показана оптическая схема автоколлиматора.

Схема состоит из источника света 1, которым может служить лампа накаливания, осесимметрич1ной щели 2, полупрозрачной пластины 3, объектива 4 и растра 5, составленного, например, из цилиндрических элементов и отражающей поверхности 6, размещенной в фокальной плоскости последних.

Растр укреплен на вращающемся объекте/ перпендикулярно оси вращения. Модулирующим и анализирующим элементом служит нож 8, который установлен в фокальной плоскости объектива 4 непосредственно перед фотоприемником 9.

Электронная часть автоколлиматора включает в себя усилитель 10, опорный генератор 11, связанный с вращающимся объектом, и фазочувствительный детектор 12.

Пучок лучей от источника света 1, проходя пдель 2, отражается от полупрозрачной пластины 3, проходит через объектив 4 и попадает на цилиндрический растр 5 с отражающей поверхностью 6 в фокальной плоскости элементов. Отраженный пучок, пройдя объектив 4, полупрозрачную пластину 3, попадает на нож 8, куда проецируется щель 2. Световой поток воспринимается фотоприемником 9.

При нулевом положении вращающегося объекта 7, когда его ось вращения параллельна оптической оси автоколлиматора, автоколлимационное изображение щели 2 неподвижно, а поэтому сканирование и модуляция светового потока отсутствуют, переменного сигнала на выходе фотоприемника 9 нет. При отклонении оси вращения объекта 7 от нулевого положения возникает круговое сканирование изображением щели 2 относительно

ножа 8 с угловой скоростью, в два раза большей скорости вращения объекта, -что вызывает модулирование светового потока на ноже 8.

Амплитуда переменной составляющей светового потока Пропорциональна величине отклонения оси вращения объекта 7 от оптической оси системы, а фаза указывает направление отклонения. В результате на выходе фотоприемника 9 появляется переменный сигнал, частота которого равна удвоенной частоте вращения объекта 7. Далее сигнал с фотоприемника 9 попадает в усилитель 10 и фазочувсгвительный детектор 12. Одновременно с опорного генератора 11, который связан с вращающимся объектом 7, в фазочувствительный детектор 12 поступают два переменных опорных сигнала, сдвинутых относительно друг друга по фазе на четверть периода, с частотой, равной частоте рабочего сигнала.

На выходах фазочувст.вительного детектора 12 имеют место сигналы, величины которых соответствуют составляющим углового отклонения оси вращения вала от оптической оси

автоколлиматора в прямоугольной системе координат.

Предмет изо-бретения

1. Двухкоординатный фотоэлектрический автоколлиматор, содержащий оптическую систему с анализатором, выполненным в виде ножа., и с фотоэлектрической схемой обработки сигнала, отличающийся тем, что, с целью

упрощения конструкции при регистрации углового отклонения оси вращающегося объекта, перед оптической системой установлен отражающий линейчатый растр, жестко связанный с объектом.

2. Автоколлиматор по п. 1, отличающийся тем, что элементы растра выполнены в виде цилиндрических линз, фокальные линии которых лежат в отражающей плоскости, перпендикулярной оси вращения объекта.

3. Автоколлиматор по п. 1, отличающийся тем, что элементы растра выполнены в виде зеркал, образующих прямые двугранные углы, ребра которых лежат в плоскостях, перпендикулярных оси вращения объекта.