Фотоэлектрическая автоколлимационная насадка Советский патент 1974 года по МПК G02B27/30 

Изобретение относится к оптико-электронной промышленности и может быть использовано для измерения углового поворота объектов в приборостроении и машиностроении.

В известных фотоэлектрических автоколлимационных устройствах, содержаш,их источник света, щелевую диафрагму, фотоприемник, светоделитель, модулятор и компенсатор, в качестве модулятора используют приводимые во вращение с помощью различных приводов обтюраторы, а для измерения величины поворота исследуемого объекта применяют компенсаторы.

Однако известные устройства сложны по конструкции и имеют узкую полосу пропускания частот.

Цель изобретения - повышение точности измерения, расширение полосы пропускания частот и упрощение конструкции.

Для этого в предлагаемом устройстве светоделитель, модулятор и компенсатор выполнены в виде полупрозрачного зеркала, укрепленного на пьезокерамическом вибраторе, причем фотоприемник с размещенным перед ним светоделительным зеркалом установлен между щелевой диафрагмой и источником света, а пьезокерамический вибратор прикреплен к корпусу посредством пружин, например крестообразных.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемой фотоэлектрической автоколлимационной насадки; на фиг. 2 - система автоматического регулирования, в которой исиользовано предлагаемое устройство.

Фотоэлектрическая автоколлимационная насадка 1 смонтирована в корпусе 2 зрительной трубы. Насадка включает в себя модуляционно-компенсационный узел, осветитель и систе.му автоматического регулирования.

Модуляционно-компенсационный узел (модулятор-компенсатор) состоит из полупрозрачного зеркала 3, укрепленного на склеенных пьезокерамических пластинах 4, которые, в свою очередь, соединены с кориусом насадки

ири помощи крестообразных пружин 5. Узел подсветки включает в себя источник света б, конденсатор 7, полупрозрачное зеркало 8, фотоприемник 9 и цепь 10. Связь фотоэлектрической трубы с объектом исследования светового потока осуществляется с помощью от зеркала 11, укрепленного на этом объекте. Закрепление насадки на зрительной трубе сохраняет ее визуальную систему (сетка нитей 12 и окуляр 13), что позволяет визуально контролировать автоматический режим работы насадки.

Система автоматического регулирования (см. фиг. 2) состоит из фотоприемника 9, усилителя мощности 14, фазового детектора 15,

пьезокерамических пластин (резонатора) 4,

емкости (электрического конденсатора) 16 и генератора 17 синусоидальных колебаний. Результат измерения угла поворота зеркала 11 фиксируется индуктором 18.

Устройство работает следующим образом.

При выполнении измерений на пластины 4 с генератора 17 через емкость 16 подается переменное напряжение с частотой, равной частоте собственных колебаний пластин с закрепленным на них зеркалом, т. е. частоте собственных колебаний модуляционно-компенсационного узла. Амплитуду синусоидального напряжения выбирают такой, чтобы амплитуда колебаний изображения щелей не превышала половины ее ширины. Вследствие этого полупрозрачное зеркало 3 создает колебания как прямого луча от источника света 6, так и луча, отраженного от зеркала 11, связанного с объектом исследования. Если плоскость измерительного зеркала 11 перпендикулярна к оптической оси трубы, на фотоприемник 9 поступает модулированный световой поток, при этом частота модуляции потока будет равна удвоенной частоте колебаний зеркала 3.

Поворот зеркала 3 создает модуляцию светового потока, приходящего на фотонриемник 9, с той же частотой, что и частота колебаний резонатора (зеркала 3), но по отношению к опорному напряжению с генератора 17 пришедший световой поток имеет некоторый угол сдвига фазы, соответствующий направлению и величине поворота угла зеркала 11. Между двумя противоположными направлениями отклонения зеркала И разность сдвигов фаз составляет 180°.

Электрический сигнал с фотоприемника поступает на усилитель мощности 14 и затем подается на фазовый детектор 15, где его фаза

сравнивается с фазой опорпого сигнала с генератора 17. В результате этого сравнения фазовый детектор выдает сигнал постоянного тока, который пропорционален величине угла поворота зеркала Ни может являться в выбранном масштабе мерой этого угла. Для повышения точности измерения н увеличения угла поля зрения применен нулевой метод, когда путем постоянного изгиба пьезокерамических пластин добиваются нулевого сигнала с выхода фазового детектора. Для этого сигнал с выхода фазового детектора подается на пьезокерамические пластины (резонатор) и последние в дополнение к колебательному движению выполняют заданный поворот полупрозрачного зеркала 3.

Предмет изобретения

,1. Фотоэлектрическая автоколлимационная насадка, содержащая источник света, щелевую диафрагму, фотоприемник, светоделитель, модулятор и компенсатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения, расширения полосы пропускания частот и упрощения конструкции, свотоделитель, модулятор и компенсатор выполнены в виде полупрозрачного зеркала, укрепленного на пьезокерамическом вибраторе.

2. Устройство по II. 1, отличающееся тем, что фотоприемник с размещенным перед ним светоделительным зеркалом установлен между щелевой диафрагмой и источником света.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пьезокерамический вибратор прикреплен к корпусу с помощью пружин, например крестообразных.

12

11

fU2 1