Фотоэлектрический автоколлимационный датчик крена Советский патент 1980 года по МПК G02B27/30 G01B11/26 

1

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для измерения углов поворота высокоточных приборов, например оптических телескопов.

Известны устройства для измерения углов поворота точных приборов, в которых ось поворота механически связывают при помощи безлюфтовой муфты с осью кодового датчика «вал-цифра .

Эти измерительные устройства нагружают как статическим, так и динамическим моментом привод оси, угол поворота которой измеряют. Кроме того, эти устройства усложнены наличием сложной по конструкции механической безлюфтовой муфты, которая ограничивает точность измерительных устройств.

Работоспособность таких измерительных устройств в условиях глубокого вакуума ограничена технической невозможностью герметизировать подшипники кодового датчика «вал-цифра.

Известен также фотоэлектрический датчик крена, содержащий автоколлиматор с уголковым отражателем, у которого один из двугранных углов отличен от прямого, двухплощадочный фотоприемник и блок индикации 2.

Однако это устройство не позволяет производить измерение в щироком диапазоне углов с равномерной высокой точностью. Цель изобретения - повышенне точности

5 измерения в широком диапазоне углов.

Указанная цель достигается тем, что фотоэлектрический автоколлимационный датчик крена снабжен установленными соосно с автоколлиматором датчиком «вал-циф 0 ра с полой осью, внутри которой размещен оптический клин с углом главного сечения, пропорциональным фокусному расстоянию объектива, отклонению двугранного угла отражателя от прямого и обратно пропорjg ционального расстоянию между фокусом объектива и главным сечением оптического клина, диафрагмой, дифференциальным усилителем, усилителем мощности, управляющим двигателем, блоком формировате2Q ля опроса, причем фотоприемник через дифференциальный усилитель и усилитель мощности присоединен к управляющему двигателю, который кинематически связан с ротором датчика «вал-цифра, а выход

25 дифференциального усилителя подключен к блоку формирователя опроса, соединенному с блоком индикации.

На чертеже показан фотоэлектрический автоколлимационный датчик крена, общий

30 ВИД

Фотоэлектрический автоколлимационный датчик крена содержит собственно автоколлиматор, в корпусе 1 которого помещены источник излучения 2, диафрагма 3, светоделитель 4, объектив 5, диафрагма б, фотоприемное устройство 7. На объектив 8 жестко укреплен световращатель 9. Между светоделителем 4 и фотоприемным устройством 7, в полой оси 10 датчика «вал-цифра 11 закреплен оптический клин 12. Выходы двухплощадочного устройства 7 соединены с дифференциальным усилителем 13, выход которого подсоединен к усилителю мощности 14, сигнал с которого подается на управляющий двигатель 15, кииематически связанный с осью 10. Выход усилителя 13 соединен также с формирователем опроса 16. Выходы датчика «вал-цифра подключены к блоку индикации 17.

Датчик работает следующим образом. В автоколлиматоре источник излучения 2 равномерно освещает диафрагму 3, которая установлена в фокальной плоскости объектива 5. Параллельный световой поток, вышедщий из объектива, направляют на входную грань световозвращателя 9, укрепленного на объективе 8. Отраженный световой поток имеет два направления, симметричных относительно падающего, и, пройдя объектив и светоделитель 4, формирует в плоскости анализа, в плоскости установки диафрагмы два автоколлимационных изображения диафрагмы 3, которые смещены относительно оптической оси на величину, пропорциональную фокусному расстоянию и отклонению двугранного угла световозвращателя от прямого. Установленный в полой оси 10 оптический клин 12 смещает в нулевом положении автоколлимационное изображение на oптичeckyю ось автоколлиматора. При развороте объекта автоколлимационное изображение поворачивается иа тот же угол и в ту же сторону и с выхода дифференциального усилителя в усилитель мощности 14 поступает сигнал, пропорциональный разности потоков, приходящихся на различные площадки фотоприемиого

устройства. Усиленный сигнал направляют иа управляющий двигатель, который поворачивает ось датчика 10 в сторону уменьщения разности потоков. При нулевой разности с выхода нуль-органа вырабатывается сигнал, который запускает формирователь опроса, и датчик «вал-цифра выдает код, соответствующий углу поворота объекта, который наблюдают при помощи индикатора крена.

Формула изобретения

Фотоэлектрический автоколлимационный датчик крена, содержащий автоколлиматор с уголковым отражателем, у которого один из двугранных углов отличен от прямого, двухплощадочный фотоприемник и блок, индикации, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения в широком диаиазоне углов, оно снабжено устаиовленкыми соосно с автоколлиматором датчиком «вал-цифра с полой осью, внутри которой размещен оптический клин с углом главного сечения, пропорциональным фокусному расстоянию объектива, отклонению двугранного угла отражателя от прямого и обратно пропорционального расстоянию между фокусом объектива и главным сечением оптического клина, диафрагмой, дифференциальным усилителем, усилителем ,ности, управляющим двигателе л, блоком формирователя опроса, причем фотоприемник через дифференциальный усилитель и усилитель мощности присоединен к управляющему двигателю, который кинематически связан с ротором датчика «вал-цифра, а выход диффереициального усилителя подключен к блоку формирователя опроса, соединенному с блоком индикации.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.«Оптико-механическая промышленность, 1978, № 1, с. 17-21.

2.Авторское свидетельство СССР № 511520, кл. G 01В 11/26, 28.01.74 (прототип) .