Способ измерения угла поворота объекта

Способ измерения угла поворота объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для динамического измерения угла поворота «ли углового положения вращанидихся роторов турбин валов электродвигателей антенн, и т.п. Цель изобретения - повышение точности и экспрерсности измерений. Используют в качестве датчика угла поворота перестраиваемый лазер с дисперсионным резонатором,; один из отражателей которого , выполненный в виде многогранной призмы 1, жестко,закрепляют с .вращающимся объектом, остальные злементы лазера 3-6 устанавливают неподвижно , так,чтобы поток излучения лазера в направлении 1 захватывал две его грани. Измеряют длину волны А излучения лазера, соответствующую начальному положению объекта , затем последовательно изме|зяют пары длин волн А и А. двухчастотной генерации, возникающей при отражении излучения от i-й и (1+1)-й граней призмы, измеряют длину , соответствующую конечному положению объекта. Рассчитывают угол поворота объекта .. 1 по формуле Z Г D(A)dA, где - А Г(А) - угловая дисперсия резонатора. Для более точного определения угла поворота пары длин волн двухчастотной генерации измеряют Р раз в каждом цикле перестройки. Искомый угол определяют в результате статистического усреднения вычисленных значений уг- . ла Р , 1 з.п. ф-лы, 1 ил. а (Л с 4 го N) vj СО tsD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 В 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВСЕСОЮЗНАЯ

НтИС- 1." .:,ЧИН

11БЛИО 1 ЕпА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ е (46) 1 5. 09. 90, Бюл. N- 34

{21) 4134651/24-28 (22) 12,09,86 (71) Институт физики AH УССР и Одесский электротехнический институт связи (72) B.H.Êðàâ÷åíõî, Е.Г.Левченко и А.И.Ванюрихин (53) 535.853.3 (088.8) (56) Оптико-механическая промьппленность. 1982 11 9, с. 28-31. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА

ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для динамического измерения угла поворота или углового положения вращающихся роторов турбин валов электродвигателей антенн.и т.п. Цель изобретения - повьаэение точности и экспрессности измерений. Используют в качестве датчика угла поворота перестраиваемый лазер с дисперсионным резонатором, один иэ отражателей ко" торого, выполненный в виде многогранной призмы 1, жестко, закрепляют с

„„SU„„1422792 А1,вращающимся объектом, остальные элементы лазера 3-6 устанавливают неподвижно, так,чтобы поток излучения лазера в направлении призмы 1 захватывал две его грани. Измеряют длину

tf волны Л 1 излучения лазера, соответствующую начальному положению объекта, затем последовательно измеряют пары длин волн 11 и М,"„ двухчастотной к генерации, возникающей при отражении излучения от i-й и (i+1)"é граней призмы, измеряют длину 1, соответствующую конечному положейию объекта.

Рассчитывают угол. поворота объекта

1К ло форлуле ф» E 1 D(A)dh, где

i-=1 Н Я

С

D(A) — угловая дисперсия резонатора.

Для более точного определения угла поворота пары длин волн двухчастотной С генерации измеряют P раз в каждом цикле перестройки. Искомый угол определяют в результате статистического усреднения вычисленных значений yr" ; д ла Ф . 1 э.п. ф-лы, 1 ил.

1422792 а() 2й — 4Ц, 4О

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для динамического измерения угла поворота или углового йоложения контролируемых объектов — вращающихся роторов турбин, валов электродвигателей, антенн и т.п.

Цель изобретения - повышение точности и экспрессности измерений. 19

На чертеже представлено устройство, реализующее способ измерения yrne поворота объекта.

Устройство содержит многогранную призму 1, используемую в каче-. 15 стве отражателя дисперсионного резонатора перестрвиваемого лазера, жестко скрепляемую с объектом 2, элемент 3, обладающий угловой дисперсией, плоскость которой перпендикуляр- 20 на оси вращения объекта, расширитель

4 лазерного пучка, активное вещество

5 лазера, выходной. отражатель б резонатора лазера, измеритель 7 длины волны лазерного излучения, оптически 25 связанный с лазером. . Многогранная призма 1 скреплена с объектом так, что нормали к граням призмы перпендикулярны оси вращения объекта.. Количество параметров много- ЗО гранной призмы 1 выбирают из условия обеспечения режима двухчастотной генерации для каждой пары граней в некотором диапазоне углов поворота объекта. При этом для каждой пары граней должно выполняться соотношение где Ы - угол между гранями призмы1

4(g — угловой диапазон перестройки дисперсионного резонатора лазера.

Остальные элементы лазера 3-6 закреп45 лены неподвижно в системе координат, относительно которой измеряют угол поворота объекта 2.

В качестве элемента 3 может быть использована дисперсионная призма или дифракционная решетка (на черте- . же показана дифракционная решетка, работающая на пропускание).

В качестве расширителя 4 лазерного пучка может быть использован однокоординатный телескоп, изменяющий сечение пучка в плоскости дисперсии так, чтобы его размер бып риблизительно равен удвоенной длине грани призмы t.

Способ измерения угла поворота объекта заключается в следующем. к

Измеряют длину Л волны излучения

Э соответствующего йачальному положению объекта 2. При вращении объекта за счет одновременного отражения лазерного пучка от двух соседних граней призмы 1 возникает двухчастотная генерация на длинах Л и Л" волн со1 Z

Ф ответствующих начальной и конечной областям диапазона перестройки. Последовательно производят одновременные измерения пар Л", и Л,+, длин волн двухчастотной генерации, вызванной отражением от i-й и (i+1)-й граней призмы 1, до тех пор, пока объект не . займет конечного положения. Измеряют, соответствующую этому положению длик ну Л волны. Определяют искомый угол по формуле к л

Ф -.. осл)ал, i=,1 ЛН.

% где В(Л) — угловая дисперсия резонатора; порядковый номер грани призмы 1, обеспечивающий генерацию излучения от начала измерений до момента, соответствующего конечному положению объекта.

Для более точного определения угла поворота объекта 2 пары длин волн двухчастотной генерации в каждом цикле перестройки резонатора лазера измеряют Р раэ. Искомый угол поворота . огределяют в результате статистичес" кого усреднения вычисленных значений

А;

Ф, - ())<л)лл, 1 ))=1 1Л".

Ч где j 1,2,...,Р.

Ф о р м у л а изобретения

1. Способ измерения угла поворота объекта, заключающийся в том, что контролируют выходные сигналы лазерного датчика угла, механически свя" эанного с объектом, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности и экспрессности измере" ний, в качестве датчика угла исполЬзуют перестраиваемый лазер с дисперсионным резонатором, один из отражаЛ

4» - ) Э(Л)М, 1j к

Л, Ф-W t о(л)ал, Л"

I где j 12,...,P., Составитель Ъ.Песоцкий

Техред Л.Олийнык

Редактор Г.Волкова

Корректор П.Пилипенко.

Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5., Закаэ 3324

° Oi °

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1422792 4 телей которого, выполненный в ниле rye 0(Л) — угловая дисперсия резонамногогранной призмы, жестко скрепля- тора; ют с объектом, а остальные элементы q " порядковый номер грани лазера устанавливают неподвижно в .5 призмы обеспечивающей е системе координат, относйтельно ко- генерацию излучения лазе" торой измеряется угол поворота ра от начала измерений до объекта, измеряют длину Л, волны н момента, соответствующего излучения лазера, соответствующую на- конечному полоиению объекчальному угловому положению объекта, 10 та. затем последовательно осуществляют 2. Способ по ri.1 о т л и ч а юк

° ° ° одновременные измерения пар Л и шийся тем, что пары Л". и Я".

В.

t 1н длин волн двухчастотной генера- длин волн измеряют Р раз в процессе

1Ô! ции, вызванной одновременным отра- существования устойчивой двухчастотаением лазерного луча от соседних 15 ной генерации в каждом цикле nepei-й и (i+1)-й граней призмы, до тех стройки и искомый угол поворота пор, пока объект не займет конечного объекта определяют в результате стаположения, измеряют соответствующую тистического усреднения вычисленных

K ему длину Л волны и определяют ис- значений комый угол поворота объекта по 4юрмуле