Устройство для контроля углового положения объектов Советский патент 1980 года по МПК G01B11/00 

Устройство относится к области измеритель ной техники и может быть использовано для измерения углового положения объектов бесконтактным способом. Известны устройства, содержащие неподвижный автоколлиматор, включающий осветитель, диафрагму с центральной щелью, трубу с объективом и фотоприемником, и вращающуюся в поле зрения автоколлиматора вокруг оси сим метрии многогранную призму (1 . Недостатком таких устройств является низкая точность измерения. Наиболее близко по технической сущности к изобретению устройство, содержащее последо вательно установленные вращающийся автоколлиматор с вращающейся диафрагмой и плоские отражатели связываемые с объектами 2. Недостатком устройства является ограничени по помехозащищенности при увеличении требований на точность. Цель изобретения - увеличение точности кон роля. Поставленная цель достигается благодаря тому, что устройство снабжено фотоэлектрическим датчиком углового положения, установленным на автоколлиматоре, а щели вращающейся диафрагмы выполнены в виде щтриховой миры с псевдослучайным нанесением штрихов. На фиг. 1 представлено устройство, разрез; на фиг. 2 - конфигурация диафрагмы, закрепленной на трубе автоколлиматора в фокальной плоскости объектива. Устройство содержит плоские отражатели 1, связываемые с объектами (на чертеже не по - казан), автоко.г1лиматор, включаюишй осветитель, образованный источником 2 излучения, кондеисорной линзой 3 и поворотной призмой 4, диафрагму 5 (см. фиг. 2), содержащую ряд центральных 6 и приемных 7 щелей, трубу 8 с объективом 9, фотоприемник 10 и наклонное зеркало 11, размещенное под углом 45° к оси ОО трубы 8. Вращение трубы в подщипниках 12 обеспечивается приводом 13. Труба 8 снабжена стеклянным диском 14 с нанесенными на нем радиальными штрихами. Фотозлектрический датчик углового положения включает диск 14, устройство 15 считывания информации, содержащее осветители и фотоприемники (на фиг. 1 37 не показаны) Оси XYZ (фиг. 1) образуют вращающуюся систему координат, причем ось ОХ совмещена с осью ОО, ось Z направлена по оптической оси коллимированного пучка, а ось Y лежит в плоскости наклонного зеркала 11. Диафрагма 5 (см. фиг. 2) содержит ряд параллельных центральных щелей 6, причем центр симметрии совмещен с осью X, а удлиненная сторона направлена,вдоль оси Z, и приемные щели 7, параллельные центральным. Вдоль оси Y распределение центральных и приемных щелей оси одинаково и подчиняется числовой последовательности псевдослучайного кода. Работает предложенное устройство следующ гм образом. Лучистый поток источника 2 излучения, сфор мированный конденсорной линзой 3, с помощью поворотной призмы 4 с посеребренной наклонной гранью фокусируется в плоскость днафраг мы 5, проходит ряд центральных щелей 6 и коллимируется объективом 9. При этом оптическая ось пу.чка в пределах трубы автоколлиMaTi ра На наклонном зеркале 11 претерпевает излом на 90°. При.вращении трубы, когда направление оси Z совпадает с нормалью к поверх ности отражателя 1, коллимировакный поток возвращается в автоколлиматор и в плоскости диафрагмы 5 формируется изображение ряда центральных щелей 6. При некотором угле между направлением оси Z и нормали к поверхности отражателя отразившаяся часть лучистого потока, будучи сформированной в изображение ряда параллельных щелей 6, совместится с таким же распределением приемных щелей 7 и попадает на фотоприемник 10, находящийся в поле зрения приемных щелей во все время вращения трубы 8. Полное совмещение изображений щелей 6 со щелями 7 соответствует максимуму сигнала, частичное - определяет сигнал, образованный суммарной гшошадью перекрытия изображением щелей 6 приемных щелей 7. В описанном устройстве увеличение точносв измерения достигается за счет увеличения крутизны нарастания сигнала без уменьщения ширины элементарной щели, или при заданной точности может быть обеспечено существенное сокращение габаритов фотоэлектрического автоколлиматора. С увеличением псевдослучайного периода крутизна выходного сигнала растет пропорционально и ограничена только абберацаяьш системы. Формула изобретения Устройство для контроля углового положения объектов, содержащее последовательно установленные вращающийся автоколлиматор с вращающейся диафрагмой и шюские отражатели, связываемые с объектами, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности контроля, оно снабжено фотоэлектричесКИМ датчиком углового положения, установленным на автоколлиматоре, а .щели вращающейся диафрагмы выполнены в виде штриховой миры с псевдослучайным нанесением штрихов. Источники информации, принятые во внима)-ше при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 266236, кл. G 01 В 9/10, 1968: 2.Авторское свидетельство по заявке № 2403762, кл. G 01 В П/ОО, 1977 (прототип).