Устройство для измерения угловых смещений объекта в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях Советский патент 1977 года по МПК G01B11/26 

(54) УСТРОЙСТВО ПЛЯ ИЗМБРЕНИЯ УГЛОВЫХ СМЕШЕНИЙ ОБЪЕКТА В ДВЗХ B3A- Ai.O ЕМДМКУЛЯРНЫХ

плоское/fix

Изобретение относится к области измерительной техники II кюжет быть примэне-но в виброметрии при 13,терении угловых смещений.

Известно устройство для измерения утловых смещений объекта, содержащее источник когерентного света, оптическую систему и фотоприемники ij.

Наиболее близким к изобретению по свое технической сущности и решаемой задаче является устройство для измерения угловых смещений объекта в двух взаимно перпендикулярных плосткостях, содерл ашее источник когерентного света и последовательно расположенные отражающую пластину, зак- репленлую на испытуемом объекте, объектив нoзициo.шio -чувствительный фотоприемник и два дифференциальных усилителя, подключенных к выходам фотоприемника .

Недостатками этого устройства являются зaвvюимocть величии выходных сигналов от расстояния между объектом и устройством, узкий диапазон измерений угловых смещений, большие габариты и сложность настройки,

Для рас;и:1рет1Ия диапазона измереная, мскяючския ;;;ависи гостк выхопн-;Х С1:г;1алов от расстоя1 л1я viOM-caj обьектох; ; j cTooiicTBO уменьшения габаритов и упрощеш.я настройки устройства предлагаемое устройство снабжено полупрозрачным светодэ;:итэ чьн:-1м зеркалом и двумя дефлекторам ;, лослед овательно установленными мэм-;ду отражающей пластиной и объективом так, что плоскость светоделительного зеркала пересекает ось источника когерентного света, а каждый из дефлекторов соответственно подключен к выходам усилителей.

На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Оно содержит нозиционно -чувствительный фотоприеник 1, объектив 2, два дефлектора 3,4j полупрозрачное светолелительное зеркало 5, отражающую пластин) 6, закрепленну;о на испытуемом объекте, и источник когерентного света 7, установленный так, что его ось пересекает светоделительное зеркало 5. Выходы фотоприемника 1 подключены к дифференциальны.ч усилителях 8 и 9, выходы которых соединены с дефичекторами 3 и 4, Фотоприеьдник 1 расположен в фокальной плоскости объектива 2. Устройство работает следующим обраПри отклонении отражающей пластины 6 на угол (р от среднего положения на выходе усилителя 8 вырабатывается электрический сигнаЛа пропорциональный смешению луча от центра фотоприем1№К.а, воздейст вующий на дефлектор 3, который направляет луч параллельно оптической оси, в резул тате чего он отклоняется объективом 2 в центр фотоприемника 1. Устройство работает как астатическая система авторегулирования, для которой характерно наличие ошибки положения луча относительно центра фотоприемника 1, Однако величина этой ощибки уменьшается с увеличением, коэффициента усиления усилителя 8, Подобным образом устройство работает при отклонении отражающей пластины 6 на некоторый угол в плоскости, церпендикупярной к чертежу , при этом работае дефлектор 4 и усилитель 9. При одновременном отклонении отражающей пластины 6 в двух взаимно перпендик лярных плоскостях на выходах усилителей 8 и 9 возникают сигналы, пропорциональные этим отклонениям. При взаимном смещении отражающей плас тины и устройства вдоль оптической оси на величину Д сигналы на выходах усилителей 8 и 9 не изменяются, так как отраженные лучи собираются объективом. 2 в одной точке фотоприемрика 1 и дефлекторы 3 и 4 управляются таким же напряжением с выходов усилителей 8 и 9. поскольку отраженны от пластины 6 лучи параллельны как на выходе, так и на входе дефлекторов 3 и 4. Это говорит о том, что угол отклонения лучей дефлекторами 3 и 4 и управляющие напряжения на них не изменяется. Предложенное устройство выгодно отличается от прототипа тем, что при той же амплитуде колебаний объекта существенно уменьщается используемая площадь фотоприемника, что значительно расширяет диапазон измеряемых угловых смещений вследствие исключения влияния неравномерности чувствительности приемника ло поверхности. Отсутствие зависимости выходных сигналов от расстояния между объектом и устройством упрощает его настройку и эксплуатацию. Формула изобретения Устройство для измерения угловых смещений объекта в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, содержащее источник когерентного света и последовательно расположенные отражающую пластину, закрепленную на испытуемом объекте, объектив, позиционно -чувствительный фотоприемник и два дифференциальных усилителя, подключенные к выходам фотоприемника, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, исключения зависимости выходных сигналов от расстояния между объектом н устройством, уменьшения гаоаритов и упрощения настройки устройства, оно снабжено полупрозрачным светоделительным зеркалом и двумя дефлекторами, последовательно установленными между отражающей пластиной и объективо так, что плоскость светоделительного зеркала пересекает ось источника когерентно- го света, а каждый из дефлекторов соответственно подключен к выходам усилителей, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе заявки: 1. Кравцов Н. В. и Стрельников Ю, В, Позиционночувствительные датчики след5ь щих систем. М., Наука, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР № 352149, М. Кл5с, 01 Н 11/ОО, 1972 / (прототипу.