АВТОКОЛЛИМАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ НЕРЕМЕЩЕНИЙ Советский патент 1972 года по МПК G02B27/30 

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и предназначено для измерения линейных перемещений объектов оптическими методами.

ОднИМ из известных и весьма точных приборов линейных измерений является устройство, использующее метод визирной марки, в качестве которой иногда применяется отражательная триппель-призма. При работе автоколлиматор фокусируется на вершину триэдра, т. е. работа устройства осуществляется в сходящихся пучках лучей. Однако эти устройства страдают тем недостатком, что измеряемые ими перемещения не должны превосходить величины проекции стороны двугранного угла на плоскость, перпендикулярную оси автоколлимационной трубы, если измерения ведутся при немощи компенсатора или отсчетного устройства автоколлиматора, либо требуется измерить смещение самого триэдра после приведения его вершины на ось автоколлиматора, что далеко не всегда возможно, особенно если измеряемые перемещения имеют динамический характер.

В связи с этим измерение удаленных от точки установки автоколлиматора на несколько сот метров объектов, амплитуды перемещений которых равны нескольким метрам, не всегда возможно.

Для увеличения диапазона измеряемых перемещений и иовыщения дальности действия в предлагаемом автоколлиматоре в фокальной плоскости объектива установлена диафрагма, определяющая линейное поле зрения системы, а входная грань отражательной триппельпризмы выполнена в виде круга.

На чертеже представлена принципиальная оптическая схема устройства, где -/ - источник света, 2 - конденсор, 3 - диафрагма, 4 - объектив, 5 - полупрозрачное зеркало, 6 - окулярный микрометр, 7 - окуляр, 8 - отражательная триппель-призма, /об - фокусное расстояние объектива, L - расстояние до исследуемого объекта, В - смещение исследуелюго объекта, b- смещение автоколлимационного изображения триппель-призмы, Л - амплитуда возможных перемещений, 2а - размер диафрагмы.

Световой поток от источника света / собирается конденсором 2 в плоскости диафрагмы 3. Так как последняя находится в фокальной плоскости объектива 4, то на выходе автоколлиматора формируется параллельный пучок лучей, направляемый на исследуемый объект. В отличие от других автоколлимационных устройств для линейных измерений для обеспечения возможности измерения перемещений объекта с амплитудой А здесь в плоскости перемещений создается световая зона, равная

удвоенной амплитуде 2Л. При этом размер диафрагмы 5 определяется по формуле:

2Л/,

об

2а

Таким образам, отражатель 8, жестко закрепленный на исследуемом объекте, перемещается в световой зоне, образованной автоколлиматором при использовании диафрагмы указанных выше размеров. Очевидно, что при необходимости измерения перемещений по двум координатам, аналогично определяется и размер диафрагмы в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа.

Триппель-призма вырезает часть светового потока из зоны 2Л и посылает его в объектив автоколлиматора 4. Пройдя объектив 4 и полупрозрачное зеркало 5, отраженные пучки формируют изображение участка диафрагмы 3, сопряженного с положением триппель-призмы 8. При этом очевидно, что смещение изображения с оптической оси автоколлиматора можно найти по формуле:

Bf,

об

В

Указанное смещение измеряется при помощи окулярного микрометра 6 наблюдателем, рассматривающим изображение через окуляр 7, либо автомат1ически с применением оптикоэлектронного анализатора изображения.

Для удобства работы при измерениях перемещений по двум взаимно перпендикулярным направлениям входная грань триппель-призмы выполнена в виде круга.

Предмет изобретения

Автоколлимационное устройство для измерения линейных перемещений, содержащее автоколлиматор с отсчетным устройством в приемном канале и укрепленный на объекте отражатель в виде триппель-призмы, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона измеряемых перемещений и повыщения дальности действия, в нем диафрагма, определяющая линейное поле зрения системы, установлена в фокальной плоскости объектива автоколлиматора, а входная грань отражательной триппель-призмы выполнена в виде круга.

2 3