Автоколлиматор Советский патент 1983 года по МПК G01B11/26 

(54) АВТОКОЛЛИМАТОР

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения углов поворота относительно нулевого направления.

Известно устройство, содержащее зеркало, объектив, светоделитель, модулятор в виде вращаквдегосч, диска, анализирующий блок в виде прозрачной марки, расположенной в фокальной плоскости объектива, перед излучателем и фотоприемника с маркой перед ним 1.

Недостатком известного устройства является то,, что световой поток, исходящий от марки возле излучателя, дважды проходит светоделите.ггь. Это приводит к тому, что на фотоприемник приходит ослабленный световой поток, который не позволяем обеспечить высокое приращение светового сигнала, а следовательно, высокую чувствитель- , ность автоко.ллиматора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автокодлима1,ЗР.0р./ яодевжащий .осветительный блок, расвряйжедный ,,на ..ooTtj ecKQii оси автоколлимат.рра, и оптически связанные объектив, анализируквдую систему в виде сйетоделйтельного кубика и прозрачной м.Ьрки, отражатель, скреп- . ляемый с объектом, ирегистрирующую

систему в виде разрезного фотоприемника, включенного в дифференциальную схему 2.

Недостатком известного артоколлиматора является наличие светоделителя, входящего в состав анализирующей системы, при прохождении которого те ряется часть светового потока. Ослабление светового сигнала уменьшает Чувствительность автоколлиматора.

Цель изобретения - повышение чувствительности.

Указанная цель достигается тем, что в автоколлиматоре, содержащем осветительный блок и оптически связанные объектив, анализирующую систему, отражатель, скрепляемый с объектом, и и регистрирующую систему в виде разрезного фотоприемника, включенного в дифференциальную схему, осветительный блок расположен под углом к оптической оси автоколлиматора, большим угла полного внутреннего отражения ана лидирующей сьистемы, последняя выполнена, в ..в|ще. плоскопараллельной пластины с фаской,на плоскости, обращенной к регистрирукядей системе, расположенной в точке .пересечения оптической оси автоколлиматора с осью осветительного блока под углом в два раза большим угла наклона осветительного блока,, на поверхность фаски нанесена зеркальная марка в плоскости, обращенной к осветительному блоку, а анализирующая система расположена между per ист рирующш/i блоком и объективом таким образом, что плоскость с фаской размещена в фокальной плоскости объек ,тива. На чертеже представлена оптическая схе;ма автоколлиматора. Автоколлиматор содержит отражатель 1, скрепляемый с объектом (не показа оптически связанные объектив 2, анали зирующую систему в виде плоскопараллельной пластины 3 с фаской, на повер хность которой нанесена зеркальная марка 4, осветительный блок 5 в виде источника 6 света и конденсатора 7, и регистрирующую систему в виде разре зного фотоприемника 8, включенного в дифференциальную схему 9. Осветительный блок 5 расположен под углом к оптической оси автоколлиматора, большим угла полного внутреннего отражения анализирующей системы, фаска на плоскости, обращенной к регистрирующей системе и расположенной в точке пересечения оптической оси автоколлиматора с осью осветительного блока 5 под углом, меньшим угла наклона осветительного блока 5, на поверхность фаски, обращенную к осветительному блоку 5 нанесена зеркальная марка 4, анализирующая система расположена между регистрирующим блоком и объективом 2 таким образом, что плоскость с фаской размещена в фокальной плоскости объектива 2. Автоколлиматор работает следующим образом. Излучающее тело накала источника б света конденсором 7 проектируется в плоскостьмарки 4 в виде светового пятна. Часть света, отразившись от марки 4, проходит объектив 2 и поступает на отражатель 1. Другая часть-, отразившись от ближайшей к фотоприемнику 8 грани пластины 3, выходит из нее. Так как проекция марки 4 на оптичес;ку1с ось является величиной, не превы-| шающей глубины резкости объектива 2, тоотраженный от отражателя 1 световой поток проектируется объективом 2 в фокальную плоскость в виде изображения автоколлимационной марки. Если отражатель 1 усгановлен перпендикуЛ РНО оптическойоси объектива 2, то изображение.марки 4 будет совпадать с самой маркой 4 и на светочувствительные площадки фотоприемника 8 будет попадать одинаковый световой поток. При отклонении отражателя в какую-либо сторону на одну из светочувствительных площадок фотоприемника 8 будет попадать больший световой поток и фотоприемник 8 совместно с дифференциальной схемой 9 вырабйтает сигнал рассогласования, характеризующий направление и величину поворота. Автоколлиматор позволяет повысить чувствительность (минимальный угол поворота контрольного элемента, при котором устройство вьщает сигнал рассогласования) в связи с тем, что световой поток, освещающий автоколлимационную марку, практически полностью формируется в автоколлимационное изображение марки, т.е. плотность энергии в изображении обеспечивается максимально возможной, а поэтому и приращение сигнала также будет максимальным. Формула изобретения Автоколлиматор, содержащий осветительный блок и оптически связанные объектив, анализирующую систему, отражатель, скрепляемый с объектом, и регистрирующую систему в виде разрезного фотоприемника, включенного в дифференциальную схему, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, осветительный блок расположен под углом к оптической оси автоколлиматора, большим уг-. ла полного внутреннего отражения анализирующей системы, последняя выполнена в виде плоскопараллельной пластины с фаской на плоскости,обращенной к регистрирующей системе, расположенной в точке пересечения оптической оси автоколлиматора с осью осветительного блока под углом в два раза меньшим угла наклона осветительного блока, на поверхность фаски нанесена зеркальная марка в плоскости, обращенной к осветительному блоку, а анализирующая система расположена между регистрирующим блоком и объективом таким образом, что с фаской расположена плоскость в фокальной плоскости объектива. Источники информсщии, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 528532, кл. G 02 В 27/30, 18.06.74. 2.Патент США 3470377, кл. 250-204, 1970 (прототип).

/ / /

L