Фотоэлектрическое устройство для измерения перемещений объектов Советский патент 1979 года по МПК G01B11/00 

Р- расстояние от точки падения осевого луча на отражающую поверхность зеркала до плоскости модулятора,

е электронная фазопэмерительная схема снабже(1а генератором опорного напряжения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 анализатор изображения.

Устройство содержит коллиматор 1, объектив 2, светоделительную плоскопараллельную пластину 3, расположенную между объективом 2 и его фокальной плоскостью, отражатель 4, установленный на пути лучей, отраженных светоделительной пластиной 3, компенсационную пластинку, установленную за отражателем 4, анализатор С изображения в виде модулирующего диска, расположенного в фокальной плоскости объектива 2, фотоприемники 7 с конденсаторами 8, усилители 9 и генератор 10 опорного напряжения, подключенный к электронной фазоизмерительной схеме, выполненной, например, в виде фазометров 11.

Ангшизатор изображения выполнен в виде вращающегося модулирующего диска, на которвлй нанесены два размещенных по диаметру радиально-секторных растра (см. Фиг. 2). Образующие одного из этих растров наклонены к образующим другого под углом, равным углу наклона изображения, обусловленного действием светоделительной пластины 3 и отражателя 4.

Отражатель 4 установлен к оптической оси объектива под углом,обеспечивающим направление оси пучка, лучей, отраженных от светоделительной пластины 3, в плоскость растра, анёшизирующего изображение диафрагMJ коллиматора (на чертежах не показано) в вертикальном направлении.

Компенсационная пластинка 5 имеет толщину, обеспечивсцощую компенсацию продольных смещений изображений диафрагмы коллиматора относител но плоскости анализатора изображежения.

Модулятор расположен так, что образующие одного растра пересекают изображение диафрагмы коллиматора в горизонтальном направлении, а образующие другого растра пересекают эт изображение в вертикальном направлении.

Устройство работает следующим образом.

При указанном взаимном расположении элементов конструкции устройства оба изображения диафрагмы коллиматора 2 фокусируются в плоскости

растров анализатора 6 изображения и анализируются растрами в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При этом фазы сигналов в целях обоих фотоприемников будут пропорциональны проекциям смещения энергетического 5 центра изображения на два взаимно перпендикулярных направления измерений. Фазы этих сигналов измеряются фазометрами 11.

Это устройство и его юстировка 0 значительно проще угломера с зеркальной пирамидой, а его точность и надежность выше.

Формула изобретения

Фотоэлектрическое устройство для измерения перемещений объектов, содержащее оптически связанные коллиматор, объектив, светоделительный блок, состоящий из плоско-параллельной пластины и внеосевого отражателя, например зеркала, анализатор изображения, фотоприемники, расположенные в раздельных ветвях светового потока, и электронную фазоизмерительную схему, подключенную вхо,дами к выходам фотоприемников, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, анализатор изображения выполнен в виде модулирующего диска с двумя pa3HeceHHbnvoi по диаметру радиально-секторными растрами, причем образующие одного из них наклонены к образующим другого под углом, равным углу наклона соответствующего избражения диафрагмы коллиматора, при этом зеркало развернуто вокруг вертикальной оси относительно положения, параллельного плоско-параллельной пластине, на-угол ct, определяемый по-формуле

c(l-Cter-g-,

где г - радиус средней линии наклонного растра;

f - расстояние от точки падения осевого луча на отражающую поверхность зеркала до плоскости модулятора,

а электронная фазоизмерительная схема снабжена генератором опорного напряжения .

Источники информации, принятые во влимание при экспертизе

1.Якушенков Ю.Г. Оптические системы фотоэлектрических устройств. М., Машиностроение, 1966, с. 89.

2.Авторское свидетельство СССР № 508669, кл. G 01 В 11/26, 1973.