Гониометр

Гониометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К .АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсккх

Социалистических

Республик (11) 616530 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено28,06.76 (21) 2375449/25-28 (51) М. Кл.

GIO1 В9/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.07.78.бюллетень № 27

Гееудврстванннй нвинтвт

Саввтв Мнннстров СССР вв делан нэебретвннй н втнрытнй (53) УДК535.322. .2 (088.81 (45) Дата опубликования описания 15.06.78 (72) Авторы, изобретения

А. И. Бнрулнн, О. С. Власенко н A. В. Спивак (71) Заявитель (54) ГОНИОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к фотоэлектрическим углоизмерительным устройствам, которые могут быть использованы для измереняя углов разворота обьектов.

Известен гониометр, содержаэпий авто коллиматор со светоделительным зерка-. лом между обьективом и анализатором поля изображении, рабочую меру s виде лимба с угломерной вткалой, установлен-, ную аа оси поворота автоколлиматора, и двустороннкю одноканальную оптическую систему ass проецирования диаметрально противоположных делений шкалы лимба в поле изображейиа анализатора, выполнен» ного в виде .окуляра с микрометром t 1).

Недостатком такого гониометра явля ется невысокая точность измерений, Целью изобретения является автомата еапия процесса измерений.

>О Эта цель достигается благодаря тому, что предлагаемый гониометр снабжен фо тоелектрической следящей системой, вход которой подключен .к анализатору изобра женин, а выход - к механизму переме15 щения рабочей меры, светодвлительное зеркало и анализатор изображения расположены между рабочей мерой, выполнен»ной в виде многогранной:призмы, и обьееь тивом автоколлиматора, выполненным s

26 виде вогнутого сферического зеркала, центр кривизны которого совмещен с осью вращения раб 1чей меры, а ось вращения анализатора изображения совмещена с изображением центра кривизны вогнутого

Л сферического зеркала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности являетса гониометр„ содержащий автоколлиматор со светоделительным зеркалом, обьективом и анализа-. тором изображения, рабочую меру, ось вращениь которой совпадает с осью вращения автоколлиматора, и механизм пере мещениа рабочей меры 121.

Недостатком этого гониометра являет ся сложная и трудоемкая методика изме я рений не позволяющая исключить субьеэе" тивные погрешности.

616530

На фиг, 1 и 2 схематически изображен предлагаемый гониометр в. двух проекциях, показан также xone лучей в оптической системе гониометра, Гониометр содержит рабочую меру 1 в виде зеркального двенадцатигранника, грани которого пронумерованы, обьектив автоколлиматора в виде вогнутого сферического зеюкала 2., соединительное зеркало 3, разделительную щжзму 4 с подсвечиваемой фаской на делительном ребре

У фотоэлектрическую систему 5, анализатор изображения - прецизионную червячную пару сектор 6 -. червяк 7, переключающее устройство 8, исполнительные двигатели 9 и 10, индикаторное устройс во 11, червячную пару червяк 12 - zone со 13 (механизм перемещении рабочей меры), стопорное устройство 14 и предметный столик 15, на который устанавливается контролнруемая призма или клин

16.

Ось вращения многогранника 1 совмещена с центром кривизны 0 зеркала 2

l поэтому при разворотах многогранника центральные нормали к его граням всегда совпадают с проекциями нормалей к поверхности сферического зеркала 2 в плоскости измерения. Угол 2 Р поля зрения зеркала 2 равен 30 (фиг. 2).

Если оптическая система скомпоновь на согласно фнг. 1, т.е. червячная пара

6, 7 с призмой 4 развеюнута на 90 о вокруг оси "0 0, а затем вся система и

2-7 развернута на 90 вокруг оси 00, то угол 2 может быть значительно уве3S личен путем увеличения размера зеркала

2 в плоскости. этого угла.

Зеркало 3 установлено под углом 45 о . х оптической оси ОО сферического зеркала 2, а подсвечиваемая фаска призмы

4 оптически сопряжена с точкой Р зер хала 2. Ось вращения червячного сектс ра 6 совмещена с изображением 0 цен1

l ра кривизны 0 сферического зеркала 2, Переключающее устройство 8 имеет

45 три положения: выключенное, включенное. на исполнительный двигатель 9 и включенное на исполнительный двигатель 10. на рабочую меру 1, и на контролируемую меру 16 (фиг. 1).

Призма 4 и механизм ее перемещения связаны так, что среднему положению призмы, показанному на чертеже, соот ветствует нулевое значение информации на индикаторном устройстве ll, При пе-. ремещении призмы, .например, по часовой стрелке информации придается знак +, в противоположном направлении - знак

° r

» э

Гониометр может работаТь как в из»мерительном, так и в задающем режиме.

9 измерительном режиме гониометр работает следующим образом. Разделительную призму 4 выставляют в нулевое положение. Расходящийся пучок лучей, выходящий из призмы 4, отражается от зеркала 3, проецируется на сфеюическое зеркало 2 и,отражаясь, параллельным пучком проецируется на рабочую 1 и контролируемую 16 камеры.

При выключенных стопорном устройстве 14 и переключающем устройстве 8 рабочую меру 1 разворачивают до такого положения, при котором автоколлимациоьное иэображение фаски призмы 4, отраженное, например, от нулевой грани рабочей меры 1, попадает на одну из боковых граней призмы 4. Информации об. атом появляемся на табло индикаторного устройства 11. Далее закрепляют рабочую меру l стопорным устройством 14 и включают переключающее устройство 8 на двигатель 10. Следждая система 5,, 8, 10, 12 и 13 разворачивает рабочую меру до тех пор, пока автоколлнмационное иэображение фаски не совпадет с самой фаской (в этот момент разность между световыми потоками, отраженными от, боковых граней призмы 4, станет равной нулю, а следовательно, станет равным нулю и сигнал,поступакаций на двигатель

10). Затем на предметный столик 15 ус» танавливают хонтролируемую меру 16, например треугольную. призму, углы между гранями которой следует определить так, чтобы одна иэ ее граней имела положение, близкое к положению уже выставиен ной, напримею нулевой, грани рабочей меры 1. zI > устройство 8 и перекрыв выставленную грань рабочей меры 1, рукояткой 17 вращаю червяк 7 до тех пор, пока на индихаторном устройстве не появитсn сигнал, указывающий на то. что автохоллимационное изображение фасхя

° отраженное . от выставленной граии контролируемой меры 16, находится иа одной иэ брховых граней црхзмы 4.

Фотоалект жческая система 5 связана с переключающим устройством 8 и с ин» дикаторным устройством 11. Червяки 7 и 12 могут приводиться в движение ие только двигателями 8 и 10, но и ру- 55 хоятками 17 и 18 соответственно или . при помощи источника питания 19.

Сферичесхое зеркало 2 расположено тах, что отрвкеиный от него,цучох параллельных лучей одновременно допадает и -ae

6165ЗО

После этого включак т устройство 8 на двигатель 9, и следящая система 5, 8, 9, 7 и 6 перемещает призму 4 до точного совмещения фаски с ее автоколлимационным изображением. Иа информационном табло устройства 11 появится информация d. об угле между выставляемыми гранями рабочей и контролируемой мер. Далее возвращают призму 4 в нупевое положение и, отключив стопорное устройство 14, разворачивают рабочую ю меру вместе с контролируемой до тех пор, пока автоколлимационное изображение фаски, отраженное от другой грани рабочей меры, наиболее близкой к контролируемой грани меры 16, не попадет

15 на одну из боковых граней призмы 4.

Описанным выше методом измеряют угол<(2 между этими гранями. Угол ц(. между о-и использованными гранями меры 1 известен, поэтому искомый угол между гранв29 ми контролируемой меры 16 будет равен

25 где о -о и- аттестационный угол между нулевой и h-ной гранями рабочей меры 1.

В задающем режиме гониометр рабо» тает следующим образом.

Указанным выше способом нулевая грань рабочей меры 1 точно согласовывается со средним (нулевым) положением призмы 4„Затем разворотом рабочей меры в центр поля зрения зеркала 2 вводится та ее грань, угол которой с йулевой гранью наиболее близок к задаваемому углу разворота рабочей меры, Дополнение до этого угла с учетом знака набирается на информапяонном табло устройства 11 разворотом червяка 7. р

Далее при-включенном стопорном устройстве 14 и выключенном переключающемустройстве 8 разворотом червяка 12 автоколлимапионное иэображение от уже выставленной в центр поля зрения грани ptt 45 бочей меры выводится на одну иэ боковых граней призмы 4. После этого устройство 8 включается на двигатель 10 и следящая система 5 В, 10, 12 и 1Э точно доворачивает рабочую меру до за- 5о данного угла.

Для установочных разворотов призмы

4 tt рабочей меры 1 вместо рукояток

17 и 18 может быть использован управ ляемый оператором BCTo*tHttK питания 1 9у 55 которым включается либо на двигатель

9, либо на двигатель 10.

Истсчник. питания 19 может быть так жв использован для включения двигателя О в режим ноиска призмой 4 лимационного изображения фаски в поле зрения автоколлиматора.

При использовании гониометра для измерения и задания углов разворота различных обьектов рабочая мера 1 неподвижно устанавливается на обьекте измерения так>чтобы ось ее вращения совпадала с осью измеряемых разворотов обьек та и была перпендикулярна главной опти ческой оси автоколлиматора, Основной особенностью оптической системы гониометра является то, что все положения разделительной призмы в пределах угла рабочего поля зрения (2P ) при условии совмещения фаски призмы с ее автоколлимационным изображением яв ляются одинаковыми как с точки зрения аберраций, так и с точки зрения распределения энергия излучения в изображении, Зто позволяет получить рабочее поле зрео

HBtt автоколлнматора, рВ8Ное 30 tt более, и обеспечивается тем, что при любом положении разделительной призмы осевой луч пучка излучения, выходящего иэ призмы и возвращакецегося к ней, всегда направлен по нормали к сферическому зеркалу, а,следовательно, и по нормали и его фокальной поверности.

Формула изобретения

Гениометр, содержидий автоколлиматор со светоделительным зеркалом, обьекти вом и анализатором изображения, рабочую меру, ось вращения которой совпадает с осью вращения автоколлиматора, и меха низм перемещения рабочей меры, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью ав томатизапин процесса измерения, он снабжен фотсэлектрнческой следящей системой, вход которой подключен к анализатору изображения, а выход - к механизму пере мещения рабочей меры, светоделительное зеркало и анализатор изображения расположены между рабочей мерой, выполненной в виде многогранной призмы, и обьек тивом автоколлиматора, выполненным в виде вогнутого сферического зеркала, пентр. кривизны которого совмещен с осью вращения рабочей меры, а ось вращения анализатора иэображения совмещена с изображением центра кривизны вогнутого сферического зеркала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Гониометр ГС-5, Описание, инсърукпия и методика эксплуатации по ГОСЧ

5. 557-7 0.

2. Гониометр "ГС-1М" Списание, ин струкпия и методика измерений по ГОСТ

616530

Составитель П, Подобрянский

Редактор Г. Котельский Техред С. Беда Корректор Н. Ковалева

Закаэ 4055/39 Тираж 872 . Подписное

ЦЦИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

11ЭОЗБ, Москва, Ж-35, Ратшскаа наб., д.. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектнаи, 54