Способ измерения угловых мер и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G01B11/00 G01B11/26 G01B9/10 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ МЕР И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение огносигся к измеритель. ной технике, в частности, к технике по- .верки угловых мер. Известен способ измерения углов мно гогранных призм, заключающийся в том, что временные интервалы, ограничиваемые моментами перпендикулярности граней к осям автоколлимагоров, заполняют импульсами от генератора с высокой ста ; бильностью выхооной частоты и по чисду . заполняющих импуга сов суоят о величине i измеряемых углов l. Несизстатком способа является ограниченность его фуикцисжальных возможностей (измеряются только многогранные призмы) и зависимость результатов измерений от нестабильности угловой скорости Вращения. Известно устройство цля поверки угловых мер, соаержашее основание с измеряемым объектом, установленное с воз можностью вращения, и схему выаеленяя и обработки информационного сигнала 2 Несюстмтком устройства является невысокая точность измерений, обусловленная влиянием нестаа1льности мгновенной скорости вращения за один оборот основания с измеряемым объектом на результаты измерения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения угловых мер, заключающийся в тем, что измеряемую угловую меру размещают на основании, ЖЕСТКО связанном с кольцевым оптическим квантовым генератором (КСЖГ), приводят подучш1ную систему в вращение, фиксируют с помощью фотоэлектрического автоколлиматора моменты перпендикулярности граней угловой меры к оптической оси фотоэлектрического а&токоллиматора, формирзтот временной интервал, длительнссть которого равна времени между моментами фиксации перпендикулярности, заполняют его выходными импульсами кольцевого оптического квангового генерагора и по их числу судят о величине изм яемого угла f3j. Нецосгатком способа является небольшая точность за счет того, ITO на величину оогрешности измерений угла оказывает влияние характерное время фдук туадий масштабного коэффициента, так ка при повороте КОКГ на угрл об он вырабатывает количество импульсов, соответствующее ЭТОМУ углу: Ni - , rpis К - масштабный коэффициент КОКГ, заоаюишй угловую цену импульса Масштабный коэффициент не является строго постоянным и фдуктуируег за характерные времена поряака несколько минут, вызывая изменения угловой цены им пульса КОКГ.; Для уменьшения погрешности, вызванной дрейфом угловой цены импульса одновременнт) с счетом количества импуль-г сов КОКГ в интервале Nj. соответствуюшем измеряемому углу, счет производят и определяя угловую цену импульса за пройденный оборот. Известно устройство для измерения угловых мер, содержащее основание, установленное с возмочшостью вращения, ц кольцевой оптический квантовый генератор с блоком редукции скорости, жестко связан ный с основанием, фотоэжктрический автоколлиматор, логический блок и блок вы числения Недостатком устройства является невысокая точность, связанная с наличием погрешности, вызванной изменением масштабного коэффициента кольцевого оптического квантового генератора. Цель изобретения - повышение точноети измерений за счет исключения пог-решности, вызванной изменением масштабного коэффициента кольцевого оптического квантового генератора. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения угловых мер число выходных импульсов за один оборот кольцевого оптического квантовог генератора сравнивают с числом импульсов за один оборот, полученным при номинальном значении масштабного коэффициента, по результатам сравнения осуществляют корректировку масштабного коэффВДиента путем изменения внутренних параметров кольцевого оптического квантового генератора, а измерение угла производят после совпадения сравниваемых величин. Устройство для измерения угловых мер снабжено соединенными последовательно вычитающим блоком, схемой управления и исполни те Шзным элементом, выход которого соешшен с вхоцом кольцевого оптического квантового генератора, связанным с выходом последнего усилите-лем-формирователем, выход которого подключен к логическому блоку, первый выХод логического блока соепинен с вычитающим блоком, а второй - с блоком вычисления, другой вход которого соединен с выходом схемы управления, второй вход логического блока соединен с фотоэлектрическим автоколлиматором. На чертеже представлена бЛок-схема устройства. Устройство состоит из основания I, установленного с возможностью вращения, на котором размещается поверяемая угловая мера 2, вала 3- приводного электродвигателя 4, блока & редукции скорости. связанного с кольцевым оптическим квантовым генератором 6, усилителя-формирователя 7, фотоэлектрического автоколлимагора 8, соединенных последовательно. логического блока 9 вычитающего блока Ю и схемы 11 управления, блока 12 вычисления и исполнительного элемента 13. } Один Выход, логического блока 9, несущий информацию, связан с блоком 12 ВЬРчисфния, а второй - с числом с&язан с вьяи -зкяцим блоком 1О, котором записано опорное число Мзвооп ответетвующее номинальному значению масштабного коэффициента. Выход вычитающего блока Ю, несущий информацию о разности между и схемой 11 управления, один Выход которой соединен с блоком 12, а другой - с исполнительным алементом 13, воздейст ющим на параметр КОКГ 6. Устройство работает следующим образом. Поверяемая мера 2 устанавливается на основание I, которое приводится во вращение приводным электродвигателем 4.. При этом посредством блока 5 редукций осуществляется увеличение угловой скорости вращения КОКГ 6 в Vi раз коэффициент рейукийи). На выходе КОКГ 6 возникает синусоидальный сигнал, которой в усюштеле-формирователе 7 преобразуется в последовательность импульсов и подается на вход логического блока 9. На другой его вход поступают импульсы с фотоэлектрического автсжоплиматора 8, которые определяют числа ми., М, на этой последовательности. Число Ыз оП тупает в вычитающий блок 10, в котором оно сравнивается с N36Qort редульгат сравнения поступает в схему 11 управлення, в то время как число Nj поступает в блок 12 вычисления. При равенстве сравниваемых чисел в вычитающем блоке Ю схема 11 управления вырабатывает команпу разрешения подсчета в блоке 12 вычисления а в случае наличия на своем входе разности, она управляет работой исполнительного э кмента 13, который до тех пор воздействует на параметр КСЖГ 6, пока на выходе вычитающего блока 10 не исчезнет разность сравниваемых чисел. В качес ве исполнительного элемента 13 быть испольэсшано сканирующее устройство -серийно выпускаемого КОКГ типа КМ--2О, которое в заВ1 симости от сигнала управления способно менять оптическу дгшну резонатора КОКГ, а в результате этого и масщтай1Ый коэффициент. Таким образом, благодаря устранению систематической погрешности иэ-за изменения масщтабного коэффициента КОКГ, повышается точноста. измерений угловых мер. Формула изобретения I. Способ измерения угловых мер, заключающийся в том, что намеряемую угловую меру размещают на основании, жестко связанном с кольцевым оптическим кЫнтовым Гйсератором, привод51т подученную систему в вращеоне, фиксируют с . помощью фотоэлектрического автоколли- матора моменты пер(ендикулярности граней угловой меры к оптической оси фотоэлектрического автоколлиматора, формируют временной интервал, длительность которого равна времени между моментами фиксации перпендикулярности, завотшяют его выходными импульсами кольцевого оптического квантового генератора и по их числу судят о Величине измеряемого угла, отличающийся тем. Что, С целью повышения точности измерения за счет исключения погрешности, вызванной изменением масштабного коэффициента кольцевого оптического квантового генератора, число выходных импульсов за один оборот сравнивают с числом импульсов за один оборот, полученным при но минальном значении масштабного коэффициента, по результатам сравнения осуществляют корректировку масштабного коэффициента путем изменения внутренних параметров кольцевого оптического квантового генератора и измерение угла производят после сшпадения сравниваемых величин. 2. Устройство для измерения угловых мер, содержащее основание, установленное с возможностью вращения, и кольцевой оптический квантовый генератор с блоком редукции скорости, жестко связанный с основанием, фотоэлектрический автокол- лиматор, логический блок и блок вычислени отличающееся тем, что оно снабжено соединенными последовательно вычитающим блоком, схемой управления и исполнительным элементом, вькход которого соединен с входом кольцевого оптического квантсйого генератора, связанным с выходом последнего, усия1телем-формирователем, выход которого подключен к логическому, бл1Жу, первый выход логического блока соединён с вьнчитающим блоком, а второй - с блоком вычисления, другой вход которого соединен с выходом схемы управления, второй вход логического блока соединен с фотоэлектрическим автоколлиматором. Источники информации, прин51тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 266236, кл. G О1 В 9/10, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР М« 363863, кл. в О1 В 9/Ш, 1971. 3. Измерительная техника, 1977, М 2, с, 28-31 (прототип). 4.Авторское свидетельство СССР М« 637062, кл. G 01 В 11/26, 1978 (прототип).