АВТОКОЛЛИМАТОР\ Советский патент 1974 года по МПК G05D1/00 G02B27/30 

Изобретение относится к системам автоматического измерения угловых перемещений в частности к фотоэлектрическим автоколли- маторам.

Известны автокоплиматоры, содержащие , оптическую систему, блок управления, выполненный в виде мостовой ди4)ференциапь- ной схемы, в плечи которой включены обмотки гштающего и суммирующего трансформаторов и фртоприемники, подключенной к поро говому элементу, причем блок управления соединен через усилитель с исполнительным двигателем, кинематически связанным через масштабный механизм с датчиком угла.

Однако известные устройства имеют сравнитёпыга сложную фотоэлектрическую схему преобразования и формирования сигнала, управляющего выдачей иш|юрмации, требуют наличия прозрачной фаски между отражающими гранями анализирующей призмы и несовмещения фокальной плоскости с фаской, т. е. расфокусировки оптической системы, нарущаюшей коллинеарность выходящего из объектива пучка лучей, а следовательно, увеличи:вающей световые потери, нарущающей соответствие линейного смещения светового синала (автоколлимационного изображения щели) в плоскости фаски и угла поворота контролируемого объекта . и снижающей ТОЧНОСТЬ измерения.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что в блок управления автоколлиматора введены инвертор, логический элемент И и разрешающий элемент, причем вторичная обмотка суммирующего трансформатора соединена через пороговый элемент с одним входом логического элемента И, ко второму входу которого через инвертор подключена диагональ мостовой дифференциальной схемы, а выход логического элемента И соединен с разрещающим элементом.

Такое вьшолнение автоколлиматора позволяет повысить точность работы устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого втоколлиматора; на фиг. 2 - схема блока управления.

Автоколлимаахэр (содержит контрольный элемент 1 в виде зеркала или отражающей :призмы, жестко /бакреппенной на объекте, объектив 2, анализирующую призму 3, на пример в виде блока из прямоугольных призм с прозрачной фаской, взаимно смещенных так, что их фаски располагаются JB плоскости измерения относительно оси объектива в шахматном порядке, не требу|ющую расфокусировки оптической системы, I осветитель 4 фаски анализирующей призмы блок управления 5, электронный усилитель 6, исполнительный двигатель 7, масштабньгй механизм 8 и датчик 9 угла.„; Блок управления 5, управляющий выда|чей информации, содержит питающий транс- Зформатор Ю со средйей точкой во вторич ной обмотке, на первичную отмотку которо |го подведено питающее напряжение, фотоприемники 11 и 12, суммарующий трансформатор 13 со средней точкой в первично обмотке, инвертор 14, пороговый элемент j 15, логический элемент И 16 и разрешаю|Щий элемент 17. Автоколлиматор работает следующим об |pa3OMw.;,.;.. ... -.I Световой поток от осветителя 4 через I систему прозрачных фасок блока анализи j рующей призмы 3 и объектив 2 трансфорI мируется на контрольный элемент 1, выпол 1 ненный в виде зеркала. При отсутствии перемещения объекта, а следовательно, и I нарушения коллинеарности между нормалью к зеркалу 1 и осью объектива 2 автоколли i матора в плоскости измерения, т. е. нару- j шения параллельности между осями входя щего в объектив светового пучка и выходя щего из него, световые потоки Ф и Ф j12 I на отражающих гранях призмы 3, образованные благодаря перевернутому по отно|щению к фигурной/фаске ее автокоплимацрOHHoiiiy изображению, равны. В..цепи фото: приемников IX и 12 появляются равные ; токи {.. И L«, , И В диагонали , мостоi вой схемы ток не воэйикает . На вход i логического элемента И 16 через инвертор : 14 поступает сигнал, соответствующий ло гической единице. Одновременно во вторич; ной обмотке суммирующего трансформатора i п« . 13 возникает ток 1, пропорциональны иФ, а сумме световых потоков Ф, довательно, и сумме токов t. , ь , ; . Т/i i логический элемент И 16 через пороговый элемент 15 поступает сигнал, соответст;вующий логической единице. Наличие на j входе логического элемента И 16 этих од накрвых сигналов вызьтрет на его выходе сигнал, соответствующий также логической -единице, который переводит разрешающий ; элемент 17 в состояние, пропускающее :; информацию. , При перемещении объекта с зеркалом 1 I изменяется наклон входящего в объектив i светового пучка относительно выходящего :из него. Этим обусловливается смещение ; автоколлимационного изображения относи тельно плоскости симметрии блока анализирующей призмы 3 и изменение световьд потоков на ее отражающих: гранях. В цепи фотоприемников 11 й Г2появляются раз|ные токи, т. е. и в диагона- |ли мостовой дифференциальной схемы воз|никнет ток, i , зависящий от разности световых потоков Ф, и Ф , а следователь-. |но, и токов t( , ig . Наличие напряжения, |зависшцего от тока 1 , вызывает на выходе усилителя 6 электрический сигнал, управляющий посредством исполнительного двигателя 7 перемещением анализирующей призмы 3, а на вход логического элемента 16 через инвертор 14 поступает сигнал, I соответствующий логическому нулю, ОдноI временно со вторичной обмотки суммирую|щего трансформатора 13 на вход логичеjCKoro элемента И 16 через пороговый элемент 15 поступает сигнал, пропоршюналь- i ный сумме световых потоков на отражающих I гранях анализирующей призмы 3 и соответ;ствующий, как и в предьщущем случае, ло;гической единице. Наличие на входе логического элемента И 16 разных сигналов зывеет на.его выходе сигнал, соответствующий логическому нулю, который переводит разрешающий элемент- 17 в состояние, не пропускающее информацию. Однако как только исполнительный двигатель 7 устраняет рассогласование и световые потоки на гранях призмы становятся равны или разнятся в пределах заданной точности, определяемой практически чувствительностью автоколли- , матора, следящая система снова переходит ., к предыдущему режиму . работы, и информация, выдаваемая измерительным устройством, пропускается разрешающим : элементом .17.; При отсутствии входного светового сигнала (например, при перегорании осветите-, ля или нарушении оптической связи с зеркалом 1 объекта, потери автоколлимацио нрго изображения) ток 1ц. в диагонали мостовой дифференциальной схемы отсут | ствует и на вход логического элемента 16 через инвертор 14 поступает сигнал, соответствующий логической единице. Однако е связи с отсутствием световых потоков на отражающих гранях призмы 3 зависшций от них ток I.. во вторичной .обмотке сум мируюшего трансформатора 13 не возникает и на вход Логического элемента И 16 через пороговый элемент 15 поступает сиг нал, соответствующий логическому нулю. Наличие йй аходе логического элемента И 16 разйьт сигналов вызывает на его выходе сигнал, соответствующий логическому нулю, который переводит разрешающий элемент 17 в состояние, не пропускающее информацию. Предмет изобретения Автоколлиматор, содержащий оптическую систему, блок управления, выполненный в виде мостовой дифференциальной схемы, в плечи которой включены обмотки питающего и суммирующего трансформаторов и фотоприемники, подключенной к пороговому элементу, причем блок управления соединен через усилитель с исполнительным двигателем, кинематически связанным через масш.табный механизм с датчиком угла, отливающийся тем, что, с целью повы-, Мщения точности работы устройства, в блок : управления автоколлиматора введены инвертор, логичеркий элемент И и разрешающий ; ; элемент, причем втрричная обмотка сумми; рующего трансформатора соединена через inoporoBbrti элемент с одним входом логического элемента И, ко второму входу ко-, торого через инвертор подключена диаго|наль мостовой дифференциальной схемы, а | j выход логического элемента И соединен с ; I разрешающим элементом.

V----тт

ii

п

. /