Фотоэлектрический автоколлиматор Советский патент 1982 года по МПК G01B11/26 

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АВТО КОЛЛИМАТОР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения угловых положений контроли руемых объектов. Известен фотоэлектрический автоколлиматор для определения угловых положе НИИ объекта по двум координатам, содержащий осветитель, конденсатор, объек тив, разделительные призмы, автоколлим шюнную марку, модулятор и фспгоприемники Щ. Недостатком известного устройства является недостаточная точность, вследствие больших потерь света на полупрозрачных поверхностях оптических кубов. Наиболее близким по технической сущ изобретению является фотоэлектрический автоколлиматор, содержащий последовательно расположенные осветитель, объектив и светоделитель со свето делительным покрытием, установленный в фокальной плоскости объектива, последовательно установленные в одном потоке, излучения от светоделителя проекционную систему, модулятор в виде колеблющейся щели, щелевую диафрагму и фо- , топриемник 2 Недостатком известного устройства является недостаточная точность и чувствительность, обусловленная зависимостью точности измерения от стабильности положения центра колебаний диафрагмы, и сравнительно небольшой диапазон обнаружения изображения, марки по углу.. Цель изобретения - пов1йщение точности и чувствительности измерения. Указанная цель достигается тем, что в фотоэлектрическом автоколяиматоре, содержащем последовательно расположенные осветич ль, объектив и светодели.тель со светоделительным покрытием установленный в фокальной плоскости объектива, последовательно установленные в одном потоке, излучения от светоделителя проекционJijno систему, модулятор в виде колеблющейся щели, щелевую диафрагму и фотоприемник, вдругом потоке - объектив и зеркало,

1р&,аназиачеш1скэ для скрепления с объектом, светоделитель выполнен с зеркапь- 1ым штрихом на светоделит тьном покрытии, модулятор выполнен в виде растровой решетки с постоя|а1ым шагом, а диа4рагма вьшолнена в виде двух растровых рошеток, идентичн1: 1х первой решетке, сдвинутых одна.относительно другой на половину шага решетки и установленных таким образом, что их штрихи перпенда кулярны изображению реркального штриха в плоскости их решеток.

На чертеже представлена оптическая схема устройства.

Фотоэлектрический автоколлиматор содержит последовательно расположенные осветитель Ij объектив 2, светоделитель 3, последовательно установленные в одном потоке излучения от светоделителя проекционную систему 4, модулят э 5, диафрагму 6, фотоприемшис 7, объектив 8 и зеркало 9.

Фотоэлектрический автоколлиматор работает следующим образом.

Излучение от осветителя 1. попадает jta объектив 2 и светоделитель 3, установленный в фокальной плоскости объектива 2, часть света проходит через светоделитель 3, а часть отражается от зеркального штриха светоделительного покрытия. С помощью объектива 8 и зеркала 9 в фокальной плоскости объектива 8 формируется изображение вер- кального штриха, положение которого в фокальной плоскости зависит от угла поворота зеркала 9. Затем с помощью проекционной системы 4 изображение зеркального штриха переносится сначала в плоскость модулятора 5. Растровая решетка модулятора 5 представляет собой решетку с равноширокими прозрачными и непрозрачными штрихами, а растровые решетки диафрагмы 6 выполнены иден- тично растровой решетке модулятора 5, но сдвинуты одна относительно другой на половину шага решетки модулятора 5 и установлены таким образом, что их штрихи перпендикулярны изображению зеркального штриха в плоскости диафрагмы 5.

В тфоцессе работы, когда растровая решет ;а модулятора 5 совершает колебательное движение, причем амплитуда колебаний не превышает четверти шага

решеток, в плоскость диафрагмы 6 проектируется световая попосга, положение которой относительно центра наведения характеризует угол поворота зеркала 9, скрепляемого с объектом, измерение угла поворота зеркала 9 может быть осуществлено с помоиэсью иглоизмерительного устройства (на чертеже не показан).

Таким образом, в фотоэлектрическом автоколлиматоре достигается повышение точности и чувствительности измерения вследствие того, что отсутствуют полупрозрачные поверхности, на KOTOрых теряется часть световой энергии, кроме того, применение растровых решеток в качестве модулирующих и анализирующих блоков повышает чувствительность измерения.

Формула изобретения

Фотоэлектрический автоколлиматор, содержащий последовательно расположенные осветитель, объектив и светоделитель, установленный в фокальной плоскости объектива, последовательно установленные в одном потоке излучения от

светоделителя проекционную систему, модулятор, диафрагму и фотощ)иемник, в другом потоке - объектив и зеркало, предназначенное для скрепления с объектом, отличающийся тем, что, с

целью повьш1ения точности и чувствительности измерения, светоделитель выполнен с зеркальным штрихом на светоделительном покрытии, модулятор вьшолнен в виде растровой решетки с постоянным шагом,

а диафрагма выполнена в виде двух растровых решеток, идентичных первой решетке, сдвинутых одна относительно другой на половину шага решетки и установленных таким образом, что их штрихи перпеддикулярны изображению зеркального ,

штриха в плоскости их решеток.

о

Источники информации, принятые во внимание при экспертиза

№ 528532, кл. Q 02 В 27/30, 1976.

2. Оптико-механическая промьшше ность, № 5, 1970, с. 60 (щзототип).