Трехкоординатное углоизмерительное устройство Советский патент 1982 года по МПК G01B11/26 

(54) ТРЕХКООРДИНАТНОЕ УГЛОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТЮЙСТВО

Изо)бретение относится к устройствам ДЙГЙЭ мерения углового положения объектов не связанных жесткой базой относительно трех ортогональных осей. Известно устройство для кошроля скручивания, содержащее отражатель, включающнй в себя призмы АР-90 и BP-IBO с автоколлимациониым ходом лучей и кювету с жидкостью, образующей прн наличии угла скручивания клин, нарушающий автоколлимацконный ход лучей между призмами (1}. Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения вследствие того, что не обеспечивается независимость измерения трех углов и на жидкость оказывают влияние механические воздействия. Наиболее близкюл к изобретению по технической сущности является трехкоординатное углоизмерительное устройство, содержащее автоколлимадионную систему с последовательно расположенными объективом и отражателем выполненным в виде четырехгранной усеченной пирамиды с зеркальным покрытием на усеченной грани, и фоторешсгрирующий блок {2. Однако это устройство характеризуется недостаточной точностью, обусловленной тем, что отражатель не обеспечивает независимость измерения трех углов, а это приводит к снижению точности измерения, так как необходимо введение поправок. Целью изобретения является повыщение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что устрой, ство снабжено растровой решеткой, установ- i ленной между объективом и отражателем с возможностью вращения вокруг осн, совпадающей с оптняеской осью объектива, а на основании четырехгранной усеченной пирамиды нанесен растр в виде чередующихся прозрачных и непрозрачных щтрихов с шагом, равным шагу растровой решетки. На чертеже представлена оптическая схема устройства. Трехкоординатное углоизмернтельное устройство содержит автоколлимадионную систему с последовательно расположенными .объективом I и отражателем 2, выполненным в виде четырехгранной усеченной пирамиды с зеркальным

покрытием на усеченной грани, жестко скрепляемым с объектом (на чертеже не показал), растровую решетку 3, установленную между объективом 1 и отражателем 2 с возможностью враще1шя вокруг оси, совпадающей с оптической осью объектива 1. фоторегистрирующий.. блок, состоящий из фотоприемника 4, сумматоров 5 и 6 и блока 7 временной селекции. Устройство работает следующим ббразом. Часть коллимированного пучка, разованного объективом 1 от электрического автоколлиматора, проходя сквозь растровую реliieTKy 3, попадает на отражающую -грань усеченной пирамиды 2, отражается и возвращается в фокальную плоскость объектива 1, Образующееся при этом пятно лучистой знергии на фотоприемнике 4 формирует сигналы, пропорциональные углам поворота объекта « и /3 по двум коллимационным осям. Если размеры усеченной грани лшого превосходят щи рину щели растровой решетки 3, возникающий сигаал не изменяется по амплитуде в зависимости от углового положетия растровой решетки 3 и, следовательно, сигналы Ц и 1 не зависят от положения растровой решетки 3. При вращении растровой решетки 3 та часть лучистого потока, которая отражается боковыми гранями четырехгранной усеченной пирамиды 2 и достигает фотоприемника 4, будет зависеть от утла поворота у растровой решетки 3 Вокруг оси Z.,

Таким образом, на фотоприёмнике 4 суммарный сигнал, снимаемый с блока 7 временной селекщш, зависит от изменяющейся интенсивности той части пятна лучистой энергии, сфокусированной на фотоприемнике 4, которая образована отражением от наклонных граней четырехгранной усеченной пирамиды. 2. Прризводя временную селекщ1ю образованного им-, пульса блоком 7 временной селекции и формируя временной интервал от момента появления одного опорного импульса на фотоприемнике 4 до середины импульса, получаем сигнал, длительность которого определяется угловым поворотом объекта (на чертеже не показан) относительно устройства.

Таким образом, точность измерения не зависит от угла и обеспечивается в пределах поворота объекта 0-360°.

Формула изобретения

Трехкоординатное углоизмерительное устройство, содержащее автоколлимационную систему с последовательно расположёнными объективом и отражателем, выполненным в в1иде четырехгранной усеченной пирамиды с зеркальным покрьггаем на усеченной грани, и фото регистрирующий блок, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено растровой решеткой,. установленной между объективом и отражателем с возможностью вращения вокруг оот, совпадающей с оптической осью объектива, а на основании четырехгранной усеченной пирамиды нанесен растр в виде чередующихся : прозрачных я непрозрачных штрихов с шагом, равным щагу растровой решетки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Оптико-механическая промышленность, 1980, № 2, с. 31-35 (прототип).