АВТОМАТИЧЕСКОЕ КОДОВОЕ УГЛОИЗМЕРИТЕЛЬИОЕ Советский патент 1973 года по МПК H03M1/26 G01B9/00 

1

Изобретеиие отиосится к групне оитикоэлектроииых систем, предиазиачениых для оиределеиня текущего значения углового иоложения контролируемого объекта, и может найти и)Ирокое применение в различны.ч областя.х из.мерительной техники.

Известно автоматическое кодовое углоизмерителыюе устройство для определения текуи1,его значения углового положения объекта, основанное на приициие простраиствеииого кодирования линейиых перемеи1,ений автоколлимациоииого изображения светящейся щели и содержаи1ее коллиматор-излучатель для формирования изображеиия светящейся И1ели, отражатель - плоское зеркало, закрепляемое па контролируемом объекте, и коллиматор-приемник с объективом, кодовой маской, установленной в фокальной плоскости объектива, и фотоэлектрическим нреобразопателем.

Известное устройство имеет малый диапазон измерения, онределяемый угловым размером кодовой маски, который, в свою очередь, огра 1ичеи величиной поля зрения объектива авто.матического кодового углоизмерительиого устройства.

Предлагаемое устройство отличается от известиого тем, что, с целью расилиреиия диапазоиа из.меряемых углов, отра}катель выполнен в виде .мпогограппого зеркала, имеюHiero п отражаюни1х граней, развернутьгч друг относительно друга в двух взаимно перпендикулярпых плоскостях, па кодовой миске нанесено п-I донолнн1ельных н|К)3|)ач ных дорожек, а уст)ойство снабжено донол1П1телы1ыми фотонриемииками, установленными за каждой из этих дорожек.

Ма фиг. 1 дана нринцнннальная схема предлагаемого устройства; на фпг. 2 - плоскость кодовой маскн с взаим1гы.м расноложенпем ее дорожек п изображений С1 етя1иейся П1,ели; на фиг. 3 - отражатель с числом граней п 3.

Коллиматор-излучатель / включает в себя источник 2 излучения, конденсатор 3, об Ь ектнв 4 и устаиовлеииую в фокальной плоскости объектива 4 и;елевую диафрагму5. Смоитирова1П1ый в одпом корпусе с коллиматором-излучателем 1 колли матор-прпем1П1К 6 содержит объектив 7, кодовую маску 8, устамовленную в фокальной плоскости обьектива 7, фотоприемиикн 9 п усилители-(1)о)мирователи 10. Отражатель 11 устапавлнвается па коптролируемом объекте.

Кодовая маска (фиг. 2) предста1 ляет собой ряд параллельных кодовых дорожек 12 с прозрачными и непрозрачными интервалами, папесеиными в соответствии с видом кодирования, а также п-1 дополиительпых прозрачпых дорожек 13, предпазиачепных для

определения номера рабочей грани отражателя //.

Отражатель (фиг. 3) выполнен в внде многограпного зеркала с п отражающими гранями 14, относптельпый разворот « между которыми в илоскостн измерения равен угловому размеру кодовой маски 8.

Кроме того, между двумя любыми соседними гранями имеется относительный наклон р в вертнкальной нлоскости. Величина наклона р выбирается таким образом, чтобы относительное смещение между двумя соседиими изображениями 15 светян1ейся И1,ели было равио высоте донолиителыюй кодовой дорожки 13.

Световой иоток от источиика 2 света коллиматора-излучателя нроецируется конденсором 3 Б нлоскость щелевой диафрагмы 5, и нроходит через isee иа объектив 4. Далее световой иоток, выходя параллельным пучком из объектива 4, попадает на отражатель 11. Отражаясь от каждой грани отражателя //, световой ноток делится соответственно на п световых нучков, направляемых в объектив 7 коллиматора-приемника 6 под разными углами, как в нлоскости измерений, так и в нлоскости, перпендикулярной ей.

Объектив 7 преобразует постуннвщнй на него световой поток в п изображепий 15 щелевой диафрагмы 5 в нлоскости кодовой маеки 8. При этом благодаря наличию угла между смежными гранями отражателя в нлоскости измерений изображеиия Н1,елевьгх диафрагм будут разнесены по горизонту, а благодаря наличию угла между смежными гранями отражателя в нлоскости, нерпендикулярной плоскости измерений, изображения Н1елевых диафрагм будут смесцеиы одио относительно другого по высоте.

В зависи.мости от углового положения отражателя 11 на кодовую маску 8 в каждый данный момент )фемени ионадает изображенне /5 светян1ейся нделевой диафрагмы ,5 только от одиой определенной грани отражателя, так как отиосительный разворот между зеркальными граиями 14 отражателя в плоскости измерения соответствует угловому размеру кодовой маски. При попадаипи изображеиия И1,ели на нрозрачиые иитервалы кодовых дорожек 12 соответствующие фотонриемиики 9 преобразовывают световые сигиалы в электрические, которые поступают на вход

усилителей-формирователей 10. Наличие светового сигнала на фотоирие.миике 9 принято считать логической «1 двоичного кода, а отсутствие такового соответствует логическому «О.

Совокупность электрических сигналов , па выходе усилителей-формирователей 10 образует нараллельный двоичиый код, представляющий собой величину углового разворота рабочей грани 14 отражателя //, от которой изображение светян1ейся И1,ели 5 нонадает иа маску 8, относительно нулевого отсчета кодовой маски. Помер рабочей грани опредёляется числом освеидаемых дополнительных дорожек 13 кодовой маски: первой грани отражателя // соответствует нуль освещаемых дорожек, второй граии - одиа освеи1аемая дорожка и т. д. Полный угол разворота Л контролируемого объекта определяется но формуле:

Д а + {.,

где:

k - число освеи-1,енных донолнительных дорожек 13;

а - угол разворота между зеркальными гранями отражателя;

- - угол разворота рабочей грани относительно нулевого отсчета кодовой маски.

Предмет изобретения

Автоматическое кодовое углоизмерительиое устройство для определения текущего значения углового положения объекта, содер/ivaiuee коллиматор-излучатель для формироваиия изображения светящейся И1,ели, отражатель, закренляемый на контролируемом объекте, и коллиматор-приемник с объективом, кодовой маской, устаиовлеииой в фокальной плоскости объектива, и фотоэлектрическим преобразователем, отличающееся те.м, что, с целью раснпфеиия диаиазоиа измеряемых углов, отражатель выполиеи в виде многогранного зеркала, имеюихего п отражаюиш.; граней, развернутых друг отиосительио Друга в двух взаимио перпендикулярных плоскостях, иа кодовой маске ианесеио п-1 дополнительиых прозрачных дорожек, а устройство снабжено дополиительпыми фотоприемпиками, устаиопленными за каждой из этих дорожек.

иг

10

Фи1 5