Фотоэлектрический угломер

Фотоэлектрический угломер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1054681

3(Я) В 01 В 21/00.1

М а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3456861/25-28 (22) 24.06,82 (46) 15 11.83, Бюл. и 42 (72) В.П.Солдатов и В.В.Гущин (71) Московский ордена Ленина институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (53) 531.715.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 161932, кл. G 01 В 21/22, 1964. (54) (57) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ УГЛОМЕР, содержащий приемный объектив, барабанный модулятор, ось вращения которого расположена параллельно оптичес. кой оси объектива, светоделительный блок, размещенный внутри барабана модулятора и делящий световой поток от объектива на две ветви, фотоприемники, установленные в разделенных ветвях светового потока снаружи по отношению к барабану модулятора, генератор опорного напряжения и фазоизмерительные блоки, подключенные соответственно к выходам фотоприемников и генератора опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерении и упрощения юстировки угломера, он снабжен двумя призмами Пехана, установленными в разделенных ветвях свето вого потока между светоделителем и барабаном модулятора и повернутыми вокруг своих оптических осей относительно главных сечений соответственно на углы 45 + Ы.1 и + о, где о(1 и о 2- углы поворота, необходимые для Я компенсации наклонов изображений, вы; званных технологическими погрешнос- тями светоделительного блока и призм

Пехана.

1054

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для контроля отклонений по двум координатам в приборо- и машиностроении и в геодезии. 5

Известен фотоэлектрический угломер, содержащий приемный объектив, барабанный модулятор, ось вращения которого расположена параллельно оптической оси объектива светодели- >0 тельный блок, размещенный внутри барабана модулятора, и делящий световой поток от объектива на две ветви, фотоприемники, установленные в разделенных ветвях светового потока, 1S снаружи по отношению к барабану модулятора, генератор опорного напряжения и фазоиэмерительные блоки, под" ключенные соответственно к выходам приемников излучения и генератора 20 опорного напряжения. В известном угломере для поворота одного иэ двух образованных при помощи светоделителя изображений на 90 о используется призма с крышей (1 J ..

Недостаток известного угломерапогрешность измерения, обусловленная неперпенди кулярност ью раздвоенных изображений из-за неточности изготовления и установки призмы с крышей и све-30 тоделительного блока.

Цель изобретения - повышение точности измерений и упрощение юстировки угломера за счет устранения погрешнос тей, обусловленных неперпендикуляр35 ностью раздвоенных иэображений.

Поставленная цель достигается тем, что Фотоэлектрический угломер, содержащий приемный объектив, барабанный модулятор, ось вращения которого рас- 40 положена параллельно оптической оси объектива, светоделительный блок, размещенный внутри барабана модулятора и делящий световой поток от объектива на две ветви, фотоприемники, установленные в разделенных ветвях светового потока снаружи по отношению к барабану модулятора, генератор опорного напряжения и фаэоизмерительные блоки, подключенные соответственно к выходам ,фотоприемников и генератора опорного

50 напряжения, снабжен двумя призмами

Пехана, установленными в разделенных ветвях светового потока между светоделителем и барабаном модулятора и повернутыми вокруг своих оптических осей относительно главных сечений соответственно на углы 45 р с „и + с 2, . о где с „ и о 2- углы поворота, необходимые для компенсации наклонов иэобра жений, вызванных технологическими погрешностями светоделительного блока и призм Пехана.

На фиг.1 изображена принципиаль" ная оптическая схема фотоэлектрического угломера; на фиг.2 - расположе" ние обоих изображений в плоскости модулятора.

Устройство содержит объектив 1, светоделительный блок 2, две призмы

3 и 4 Пехана, барабанный модулятор 5 с двигателем, три фотоприемника 6, 7 и 8 излучения, источник 9 излучения, три усилителя 10, 11 и 12 и два фаэоизмерительных блока 13 и 14.

Светоделительный блок 2 составлен иэ двух прямоугольных призм, полупрозрачная гипотенузная грань первой из которых склеена с катетной гранью другой, и расположен внутри модулятора 5, выполненного s виде барабана, на боковой поверхности которого нанесен растр фиг.2 ) в виде чередующихся одинаковых прозрачных и непрозрачных участков. Входная катетная грань светоделительного блока 2 перпендикулярна оптической оси объектива 1.

Призмы 3 и 4 Пехана установлены между светоделительным блоком 2 и боковой поверхностью барабанного модулятора

5. Их оптические оси совпадают с отклоненными на 90 О светоделительным блоком осями раздвоенных пучков лучей

Одна из призм Пехана развернута вокруг ее оптической оси на угол

45 + b,а относительно главного сечения, à -другая - на угол + 582, где

boL и hd2- углы поворота, необходимые для компенсации наклонов иэображения, обусловленных погрешностями изготовления и установки светоделительного блока 2 и призм 3 и 4 Пехана. Толщины призм 3 и 4 Пехана выбраны из условия равенства оптических путей от входной грани светоделительного блока 2 до барабанного модулятора 5.

Вместо призм 3 и 4 Пехана можно использовать призмы Дове.

Фотоприемники 6 и 8 излучения установлены вдоль соответствующих ocei эа модулятором 5. Источник 9 излучения и приемник 8 излучения образуют генератор опорных напряжений (опорный канал ) и расположены соосно по разные стороны модулятора 5. Приемники 6 и 8 излучения подключены к усилителям 10 и 11 соответственно, а последние - к фазоиэмерительным бло105М31 где з кам 13 и 14. На другие входы этих блоков подключен усилитель 11, к sxoду которого подключен фотоприемник

8 излучения.

Прибор работает следующим образом

Изображения излучателя строятся на боковой поверхности барабанного модулятора 5,в двух диаметрально противоположных точках его кругового сечения; причем одно иэ иэображений повернуто относительно другого на угол 90О.

При нулевом рассогласовании фазы сигналов в цепях всех трех фотоприемников излучения одинаковы. Смещения излучателя относительно оптической оси в произвольном направлении вызывают смещения его изображений, перпендикулярные линиям растра, равные соответствующим проекциям r < и r > (фиг. 2 ) . Вследствие этого разност ь фаз 4 М„сигнала в одном из каналов относительной фазы опорного сигнала изменяется на величину, пропорциональную, .„, а разность фаз Ь У сигнала другого канала - на величину, пропорциональную ч . Поэтому К <<х 4 у = „, Г постоянный коэффициент пропорциональности; с. „и Ы - составляющие углового смещения излучателя вдоль координатных осей X и У соответственно.

Указанные разности фаэ измеряются, с помощью блоков 13 и 14.

Включение в конструкцию угломера двух призм Пехана позволяет упростить юстировку.и увеличить точность измере ний за счет устранения погрешностей, 15 обусловленных неперпенди кулярност ью, раздвоенных изображений цели, которые у прототипа даже при малых технологи.ческих допусках на светоделительный блок и призму с крышей могут составлять несколько секунд. Указанные по, грешности компенсируют соответствую- . щим дополнительным поворотом призм вокруг их оптических осей на углы ДА1 и Ьс . Технологические допуски на иэ25 готовление и сборку светоделительного блока и призм Пехана снижаются по сравнению с прототипом в несколь. ко раз.

1054681

2н коню

f - цоня1

Фит 2

Составитель С. Грачев

Редактор Л.Алексеенко Техред М.Кузьма Корректор Н.ЯЧола

Заказ 9086/46 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Рауаская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4