Автоколлимационный прибор Советский патент 1976 года по МПК G02B27/30 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано пр,и измерении и контроле линейных я угловых перемещений объекта.

Известны устройства для определения углового положения объекта, содержащие источник излучения, объектив, двухдорожечный модулирующ-ий растр, отражатель ,и фотоприемник, включенный в электронную схему 1.

Ближайщим из известных устройств является автоколлимационное устройство для измерения линейных перемещений объекта, содержащее излучения с конденсором и диафрагмой, полупрозрачное зеркало, объектив, отражатель и фотоэлектрическое измерительное устройство 2.

Для этих устройств характерны нечувствительность к угловым перемещениям объекта 1Н невысокая точность из-за влияния лучей, попадающих в плоскость анализа от точек диафрагмы, не сопряженных с положением отражателя.

Цель изобретения - обеспечение возможности измерения как линейных, так и угловых перемещений объекта с одновременным повыщением точности.

Эта цель достигается тем, что на отражатель нанесен матированный круглый экран с диаметром, меньшим диаметра отражателя.

центр которого совпадает с оптической осью отражателя, а измерительное устройство снабжено фазоизмерительньим устройством и фазовым анализатором изображения в виде поступательно перемещаемого в фокальной плоскости линейч-атого растра, полупериод которого равен диаметру изображения диафрагмы автоколлиматора.

На чертеже представлена лринципиальная оптическая схема автоколлимационного прибора.

Устройство состоит из источннка излучения 1, конденсора 2, диафрагмы 3, полупрозрачного зеркала 4, объектива 5, отражателя,

например зеркала 6, установленного на контролируемом объекте, фазового анализатора изО.бражения в поступательно перемещаемого в фокальной плоскости объектива линейчатого растра 7, полупериод которого

равен половине изображения диафрагмы автоколлиматора, конденсора 8, приемника излучения с усилителем 9, источника излучения 10 и приемника // опорного канала, фазового дете1ктора 12. В качестве анализатора -можно использовать и вращающийся радиальносекторный диск большого радиуса и с большим числом прорезей. На входную грань отражателя нанесен круглый матированный экран, центр которого совпадает с его оптической осью.

Принцип действия прибора заключается в следующем. ЕСЛИ оптические оси объектива и отражателя совпадают, то распределение лучистой энергии в изображении диафрагмы автоколлиматора будет симметричным относительно оптической оси, а сдвиг фазы сигнала в цепи приемника излучения относительно фазы опорного напряжения равен нулю.

При взаимном смещении оптических осей автоколлиматора и отражателя распределение энергии в изображении диафрагмы становится несимметричным относительно оптической оси, а энергетический центр изображения смещается в сторону, противоположную смещению оптической оси отражателя. Вследствие этого имеет место сдвиг фазы Дф сигнала с приемника излучения, величина которого прОПОрциОНальна указанному смещению, а знак зависит от направления этого смещения. При этом фазовый детектор выдает сигнал, пропорциональный разности фаз к Аф, т.е. пропорциональный относительному смещению оптических осей автоколлиматора и отражат еля.

Формула изобретения

Автоколлимационный прибор, содержащий источник излучения с конденсором и диафрагмой, лолупрозрачпое зеркало, объахтиз, отражатель и фотоэлектрическое из1мерительное устройство, отличаю щи и с я тем, что, с целью возможности измерения как линейиьгх, так и угловых перемещений с одновременным повыщением точности, в нем на отражатель нанесен матированный круглый экран с диаметром, меньшиа диаметра отражателя, центр которого совпадает с оптической осью отражателя, а измерительное устройство снабжено фазоизмерительным устройством и фазовым анализатором изображения в виде поступательно перемещаемого в фокальной плоскости линейчатого растра, полупериод которого равен диаметру изображения .диафрагмы автоколлиматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авт. св. № 402733, G 02В 27/30, 03.12.71.

2.Авт. св. № 349972, G 02 В 27/30, 04.09.72 (прототип).

(л