Двухкоординатный фотоэлектрический автоколлиматор Советский патент 1975 года по МПК G02B27/30 

(54) ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АВТОКОЛЛИМАТОР

1

Изобретение относится к оптико-электронным устройствам, позволяющим автоматически-измерять углы наклона зеркала относительно двух взаимно перпендикулярных осей.

.В известных конструкциях фотоэлектрических автоколлиматоров в плоскости колеблющейся щели образуется светлое (на темном поле) или темное (на светлом поле) изображение марки, выполненной в виде щели (штриха).

Однако при смещении автоколлимационного изображения, превышающем ширину щели, т. е. при больших заклонах зеркала, прибор не выдает никакой информации.

Цель изобретения - увеличение пределов измерения.

Для этого в предлагаемом устройстве отверстие в диафрагме выполнено в виде двух взаимно перпендикулярных щелей, расширяющихся на концах, например в виде двух скрещенных двутавров.

Возможны различные формы этих расширяющихся частей, однако технологически удобнее выполнять их в виде двутавра или треугольника. Ширина щели приблизительно равна ширине колеблющейся щели.

На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемого прибора; на фиг. 2 - вид диафрагмы с отверстием специальной формы и

Спроецированные на нее изображения колеблющихся щелей.

Такую картину при наличии заклонов по двум осям можно наблюдать в зрительную

трубу, установленную перед объективом автоколлиматора, если подсветить диафрагму и щели. Световой поток от источника света 1, пройдя конденсатор 2 и диафрагму 3, расположенную в фокальной плоскости, отражается

от полупрозрачной пластины 5 и попадает на объектив 4. Выйдя из объектива в виде параллельных лучей, световой поток отражается от зеркала 6, наклоны которого относительно двух взаимно перпендикулярных осей измеряются, снова попадает на объектив п, пройдя полупрозрачную пластину 5, а затем двухкоординатный линзовый компенсатор (линзы 7 и 8), разделяется полупрозрачной пластиной 9 на два пучка: одип из них направляется

к колеблющейся щели 10 и затем на фотоприемник 11, другой аналогичным образом проходит колеблющуюся щель 12 и попадает на фотоприемник 13. Щели 10 и 12 расположены в сопряженных плоскостях, совпадающих с

фокальной плоскостью объектива 4, и колеблются в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

В плоскостях щелей образуется автоколлимационное изображение светящегося отверстия диафрагмы 3. Длинная сторону щели 10 параллельна вертикальной оси УУ, а сама щель колеблется в направлении горизонтальной оси XX. Аналогичным образом, длинная сторона щели 12 параллельна горизонтальной оси XX, а щель колеблется в направлении вертикальной оси УУ. Стрелки на фиг. 2 показывают направление колебаний щелей.

При смещении автоколлимационного изображения вдоль оси XX в сигнале на нагрузке фотоприемника 11 появляется составляющая с частотой, равной частоте колебания щели 10, причем фаза этой составляющей сигнала зависит от направления смещения и не зависит от величины смещения, поэтому при наклонах, которым соответствуют смещения автоколлимационных изображений, превышающих ширину щели, на выходе фотоприемника присутствует составляющая фаза, которая однозначно связана с направлением заклона зеркала. Амплитуда этой составляющей линейно зависит от величины смещения.

Эта составляющая усиливается, обрабатывается и поступает на двигатель, приводящий в движение линзу 7 компенсатора. Линза 7 перемещается так, чтобы привести ось автоколлимационного изображения диафрагмы на ось колебаний щели 10.

С механизмом, приводящим в движение каретку компенсатора, связан потенциометр, а также кодовые датчики.

Подобным образом ирибор работает при смещении автоколлимационного изображения вдоль оси У-У.

Для уменьшения времени обработки максимальных рассогласований и сохранением высокой точности в режиме слежеидя в цепь обратной следящей системы может быть включен элемент с нелинейной характеристикой.

Предмет изобретения

Двухкоординатный фотоэлектрический автоколлиматор с автоматической регистрацией показаний, содержаш,ий оптическую систему формирования автоколлимационных изображений диафрагмы с отверстием, расположенным в фокальной плоскости объектива, два сканирующих элемента в виде двух колеблющихся щелей, два фотоприемника со схемами обработки сигиала и две следящие системы, отличающийся тем, что, с целью увеличения пределов измерения, отверстие в диафрагме выполнено в виде двух взаимно перпендикулярных щелей, расшпряющихся на концах, например, в виде двух скрещенных двутавров.

/

/

С

- Л2

/