Оптико-электронный преобразователь угла поворота в электрический сигнал

Оптико-электронный преобразователь угла поворота в электрический сигнал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для индикации углов поворота контролируемого объекта относительно базового. Целью изобретения является повышение точности путем устранения зависимости выходного сигнала от неточностей положения плоскости поляризации в поляризаторе и анализаторе, а также от искажений, вносимых модулятором и светоделителем. Световой поток от излучателя 1, пройдя объектив 2 и поляризатор 3, поляризуется в направлении плоскости поляризации поляризатора 3. Пластина 4 преобразует линейно поляризованное излучение в циркуполяризованное. После модулятора 5 фазы излучение содержит две составляющие с взаимно ортогональными направлениями плоскостей поляризации . На выходе фазосдвигателя 8 образуется смесь волн с разным состоянием поляризации. Так как колебания электромагнитных волн перпендикулярны направлению распространения света, то после отражения от отражателя 14 плоскости поляризации световых волн повернутся на двойное значение. .При повороте отражателя 14 и объекта 15 на угол +с6 плоскости поляризации двух частей излучения повернутся на угЬл, в два раза больший,, и на выходе фотоприемника 1I будет возникать электрический сигнал, по которому судят об угле поворота. 1 ил. (Л Г5 74 / ,йб 00 о со эо эо Л ЛУ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (Я) 4 С 01 В 11/26

gag lP w ç

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСВ ВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3921051/24 — 28 (22) 19.04.85 (46) 15.04. 87. Бюл. Р 14 (72) H.M.Ïàñüêo (53) 681. 325(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1013999, кл. G 08 С 9/Об, 1981. (54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

СИГНАЛ (57) Изобретение предназначено для индикации углов поворота контролируемого объекта относительно базового.

Целью изобретения является повышение точности путем устранения зависимости выходного сигнала от неточностей положения плоскости поляризации в поляризаторе и анализаторе, а также от искажений, вносимых модулятором и светоделителем. Световой поток от излучателя 1, пройдя объектив 2 и лов ляризатор 3, поляризуется в направ— ленни плоскости поляризации поляризатора 3. Пластина 4 преобразует линейно поляризованное излучение в циркулярно поляризованное. После модулятора 5 фазы излучение содержит две составляющие с взаимно ортогональными направлениями плоскостей поляризации. На выходе фазосдвигателя 8 образуется смесь волн с разным состоянием поляризации. Так как колебания электромагнитных волн перпендикулярны направлению распространения света, то после отражения от отражателя !4 плоскости поляризации световых волн повернутся на двойное значение..При повороте отражателя 14 и объекта 15 на угол + g, плоскости поляризации двух частей излучения повернутся на угЬл, в два раза больший,.и на выходе фотоприемника 11 будет возникать электрический сигнал, по которому судят об угле поворота. 1 ил.

1303818

Изобретение предназначено дпя индикации углов поворота контролируемого объекта относительно базового.

Целью изобретения является повышение точности путем устранения зависимости выходного сигнала от неточностей положения плоскости поляризации в поляризаторе и анализаторе, а также от искажений, вносимых модулятором и светоделителем. 10

На чертеже представлена схема предложенного преобразователя.

Оптико-электронный преобразователь содержит излучатель 1 и последователь. но расположенные объектив 2, поляризатор 3, четвертьволновый элемент 4, модулятор 5 фазы, размешенный так, что одна его грань параллельна оптической оси преобразователя, жестко закрепленный на грани модулятора 5 20 пьезогенератор 6, светоделитель 7, фазосдвигатель 8, анализатор 9, объектив 10, фотоприемник 11, усилитель 12, фазовый детектор 13, в одном потоке излучения от светоделителя 7

25 последовательно установлены фазосдвигатель 8 и отражатель 14, предназначенный для скрепления с объектом 15, выполненный двугранным и ориентированный таким образом, что ребро отрао жателя 14 составляет угол 22,5 к OIIтической оси фазосдвигателя 8, в другом потоке от светоделителя 7 последовательно установлены анализатор 9, объектив 10, фотоприемник 11 и усили- 35 тель 12, а выход фотоприемника 11 через усилитель 12 соединен с фазовым детектором 13.

Преобразователь работает следующим 0 образом.

Световой поток от излучателя 1, пройдя объектив 2 и поляризатор 3, поляризуется в направлении плоскости поляризации поляризатора 3. Четверть-45 волновая пластина 4 преобразует линейно поляризованное излучение в циркулярно поляризованное. После модулятора 5 фазы излучение содержит две составляющие с взаимно ортогональными направлениями плоскостей поляризации (вдоль оптической оси и перпендикулярно к ней). Фаза светового излучения одной из составляющих изменяется отношению K другой с частотой изме 55 нения фазы модулятора 5. В связи с тем, что излучение является смесью электромагнитных волн с разной. длиной, на выходе фаэосдвигателя 8 образуется смесь волн с разным состоянием поляризации, разными знаками и фаза— ми. Прй суммировании этих волн образуется излучение, состоящее из двух частей с равными амплитудами со строго взаимно перпендикулярными направлениями плоскостей поляризации (вдоль оптической оси фазосдвигателя и пер— пендикулярно к ней), Фазы световых волн этих составляющих непрерывно изменяются друг относительно друга (с частотой звуковых колебаний) .

Так как колебания электромагнитных волн перпендикулярны направлению распространения света, то после отражения от отражателя 14 плоскости поляризации световых волн повернутся на двойное значение угла между плоскостью поляризации падающего и отраженного пучка лучей. Таким образом, при расположении ребра отражателя ,.o ,под углом 22, > к оптической оси фазосдвигателя 8 плоcKOсти поляризации двух частей излучения повернутся о на 45, т. е. оптическая ось фазосдвигатепя 8 и плоскость поляризации буо дут расположены под углом 45 к плоскости поляризации отраженного светоI ного, потока. Если ребро отражателя

14 расположено строго под углом 22,5 к оптической оси фазосдвигателя 8, то анализатор 9 пропускает проекции двух частей излучения, одинаковых по амплитуде. Суммарный световой поток не модулируется и на выходе фотоприемника 11 переменный сигнал от— сутствует, При повороте отражателя

14 и объекта 15 на угол + eC, плоскости поляризации двух частей излучения повернутся на угол, в два раза больший.

Таким образом, на выходе фотоприемника 11 возникает электрический сигнал поворота, амплитуда которого пропорциональна двойной величине угла поворота, а фаза определяется знаком угла. При изменении знака угла фаза о сигнала меняется на 180 по отношению к фазе сигнала, поступающего с пьезогенератора 6. Сигнал поворота поступает на один из входов фазового детектора 13.

Формул а изобретения

Оптико-электронный преобразователь угла поворота в электрический сигнал, содержащий излучатель и последователь. но расположенные объектив, поляриза13038

Составитель Н.Захаренко

Техред Н.Глущенко Корректор М.Самборская

Редактор М.Келемеш

Заказ 129 S/39 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тор, четвер тьволновый элемент, модулятор фазы, размещенный так, что одна

его грань параллельна оптической оси преобразователя, жестко закрепленный на грани модулятора пьезогенератор, фазосдвигатель и анализатор, объектив, фотоприемник, усилитель и амплитудно-фазовый детектор, выход фотоприемника электрически соединен через усилитель с фазовым детектором, fo отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен предназначенным для скрепЛения с

18 Д объектом отражателем, выполненным двухгранным и ориентированным таким образом, что ребро отражателя составо ляет угол 22,5 к оптической оси фазосдвигателя, и светоделителем, установленным между модулятором и отражателем, в одном потоке излучения от светоделителя последовательно установлены фаэосдвигатель и отражатель, а в другом — последовательно ус тановленные анализатор, объектив, фотоприемник и усилитель.