Оптико-электронное устройство для из-МЕРЕНия углОВОгО СМЕщЕНия Об'ЕКТА Советский патент 1981 года по МПК G01B11/26 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения углового смещения объектов.

Известен фотоэлектрический автоколлиматор для определения углового положения объекта, содержащий источник света, объектив, полупрозрачное зеркало,, щелевую диафрагму, модулятор, автоколлиматор с укрепленным на контролируемом объекте зеркалом, фотоприемник, узкополосный усилитель, фазовый детектор и генератор синусоидального напряжения ij.

Недостатками этого автоколлиматора являются малый диапазон измерительных углов, зависимость точности .измерения угла от расстояния до объекта и от силы излучения источника света, невозможность использования таких устройств в условиях вибраций и перегрузок.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является оптико-электронное устройство для измерения углового смещения объекта, содержащее источник излучения, автоколлиматор, состоящий из последовательно устдновленных по ходу излучения от источника излучения светоде- .

лительного куба, объектива, в одной фокальной плоскости которого расположен источник излучения, и плоского зеркала, скрепляемого.с объектом, фоторегистрирующую систему, установленную на выходе излучения из автоколлиматора в другой фокальной плоскости объектива, оптически сопряженной с первой, и электронный блок

10 обработки сигнала фотоприемника 2.

Недостатками этого устройства являются дрейф нуля за счет действия посторонних источников засветки фотоприемника, влияние на точность 15 измерения углового смещения объекта временной нестабильности параметров фотоприемника, малый диапазон измеряекых углов, зависимость точности измерения углов от расстояния между

20 контролируемым объектом и измерительным устройством.

Цель изобретения - повышение точности измерения углового смещения.

Это достигается тем, что источник

25 излучения выполнен в виде линейки равномерно расположенных дискретных излучателей, попарно-симметричных относительно оптической оси устройства, с общим числом излучателей

30 большим двух, а фоторегистрирук11цг1Я

система выполнена в виде двух фотоприемников, также симметрично расположенных относительно оптической оси устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, выполненный в виде линейки равномерно расположенных дискретных излучателей, попарно-симметричных относительно оптической оси устройства, с общим числом излучателей большим двух, автоколлиматор, состоящий из светоделительного 2, объектива 3 и зеркала 4, скрепляемого с исследуемым объектом, фоторегистриругадую систему, состо.ящую из двух фотоприемников 5 и 6, и электронный блок 7 обработки сигналов фотоприемников,

Устройство раб9тает следующим образом. При совпадении направления нормали зеркала 4 и оптической оси автоколлиматора в плоскости фотоприемников 5 и б строится изображение источника 1 излучеиия, причем это изображение оказывается сиАФ етричным относительно оптической оси. Таким образом, на чувствительных площадках обоих фотоприемников 5 и 6 располагается одинаковое количество изображений дискретных излучателей источника 1 излучения, а при поочередной коммутации дискретных излучателей источника 1 излучения с фотоприемников 5 и б снимается одинаковое количество ИМПУЛЬСОВ, равное числу изобрадений дискретных излучателей, попавших на фотоприемник 5 и б. Блок 7 осуществляет счет и сравнение числа импульсов, снимаемых с фотоприемников 5 и 6. Щж отсутствии углового рассогласования зеркала 4 число импульсов, снимаемых с фотоприемников 5 и б за период коммутации всех излучателей, одинаково.

При угловом рассогласовании зеркала 4 изображение центра сикметрии источника излучения смещается с оптической оси и равенство числа изображений дискретных излучателей источника 1 излучения на плсшадкгис фотоприемников 5 и б нарушается.

В связи с этим с фотоприемников 5 и б снимается разное число импульсов. Разность числа указанных импульсов за период коммутации выделяется блоком 7 и пропорциональна величине углового рассогласования.

Таким образом, чувствительность и точность данного устройства не зависят от расстояния между объективом устройства и зеркалом, а также фоновой засветки, и при соответствующем выборе шага дискретных излучателей и фокусного расстояния объектива могут быть сделаны достаточно высоo

Формула изобретения

Оптико-электронное устройство для

5 измерения углового смещения объекта, содержащее источник излучения, автоколлиматор., состоящий из последовательно установленных по ходу излучения от источника излучения светоде0 лительного куба, объектива, в одной фокальной плоскости которого расположен источник излучения, и плоского зеркала, скрепляемого с объектом, фоторегистрирующую систему, установленную на выходе излучения из автоколлиматора в другой фокальной плоскости объектива, оптически сопряженной с первой, и электронный блок обработки сигнала фотоприемника, о тли чающееся тем, что, с целью повышения точности измерения углового смещения, источник излучения выполнен в виде линейки равномерно расположенных дискретных излучателей, попарно-симметричных относительно оптической оси устройства, с общим числом излучателей большим двух, а фоторегистрирукщая система выполнена в виде двух фотоприемников, также симметрично расположенных

0 относительно оптической оси устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе f 1. Торочков В.Ю. и др. Фотоэлектрический автоколлиматор с .малой постоянной времени. - Оптико-механическая промышленность, ,1976, 5, с. 26.

2. Лепков Г.А., Лохматов А.И. и Сосновский М.Г. Автоколлиматор с фотоэлектрическим отсчетом. - Измерительная техника, 1963, № 8, с. 25 (прототип).