Фотоэлектрический автоколлиматор для фиксации углового положения объекта

Фотоэлектрический автоколлиматор для фиксации углового положения объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сеюэ Севетсннв

Сецнапнстннвсннк Респубики

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

< 739333

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное в авт. санд-ву (5! )М. Кл.

G 01 В 11/26 (22) заявлено 05,06.78 (21) 2625875/25-28 с присоединением заявки МВвуаарапеаю4 кевтвт

СЕЕР ав два и o ofollllO и втвунтвй (23) Приоритет

Опубликовано05.06,80. Бюллетень М 21 (531УДК 5З1.715. 1 (088.8) Дата опубликования описания 09.06.80

A. И, Ванюрихин, Ю. П, Ларионов, Q. П. Лукьянов, А. B. Мочалов и Ю. В, Филатов (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт имени В. И. Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АВТОКОЛЛИМАТОР ДЛЯ ФИКСАЦИИ

УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА т 1

Изобретение относится к контрольно- измерительной . технике и может быть использовано для фиксации угла (нуль-индикации) прн контроле углового положения объекта и измерении в динамике углов

3 .;между отражающими поверхностями объекта.

Известен фотоэлектрический автоколли матор, содержащий источник света, объектив светоделитель, щель на электромаг10 нитном вибраторе и фотоприемник (1)

Автоколлиматор обладает высокой чув ствительностью к угловым перемещениям объекта, однако применение его для фиксации ограничено из-за сравнительно не15 большой частоты модуляции, создаваемой электромагнитным вибратором.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является фотоэлектрический автоколлиматор для фиксации ут лового положении объекта, содержащий коллиматор, включающий источник света и объектив, светоделитель и расположенный на выходе из него световых лучей

2 фотоприемник, отражатель, устанавливаемый на объекте (2) . Светоделитель по ходу световых лучей расположен перед объективом, а в фокусе объектива после источника света и перед фотоприемником, имеются идентичные щели.

Недостатками известного автоколлиматора являются малое соотношение сигналшум, что обусловлено необходимостью

: уменьшения ширины щелей, и чувствительность к утловым перемещениям объекта в плоскости, ортогональной плоскости измерения, что в конечном итоге снижает точность фиксации.

Цель изобретения — повышение точности фиксации.

Цель достигается тем, что фотоэлектрический автоколлиматор снабжен прямоугольной диафрагмой, расположенной за объективом коплиматора по ходу световых лучей, а светоделитель установлен между прямоугольной диафрагмой и отражателем и выполнен в виде призмы Кестерса.

3 . 7393

На чертеже схематично показан фотоэлектрический автоколлиматор для фиксации ут лового положения объекта.

Автоколлиматор содержит ис гочник 1 света, объектив 2, прямоугольную диафрагму 3, светоделитель 4, выполненный в виде призмы Кестерса, отражатель 5, уста- навливаемый на объекте (на чергеже не доказан), фотоприемник 6. Отражатель 5 вместе со светоделителем 4 сбразует двухлучевой интерферометр.

Автоколлиматор работает, следующим

Обр азом.

Параллельный пучок света црямоугольного сеЧения, сформированный коллим@го- 15 ром, вкаочающим источник 1 света и .объектив 2, и диафрагмой 3, подает на светоделитель 4, который разделяет этот пучок на два параллельных друг другу пучка. Эти пучки падкот на отражатель 5 20 и, пройдя в обратйом йаправуленйи светоделитель 4, соединяются образуя на поверхности фотоприемника 6 интерференционную.квртнну. Прн ретнстрапнн интерверенпнокнор картнны на вняопе фотопрнеи- 25 нйка 6 появляется напряжение, зависи— "мсотЬ каторого от утка поворота оовекта выражаетс я формулой. о :ф., кон(„ в вЦ, вв в(фаад )

А — фд где U - напряжение на выходе фотоприемника 6;

4 — угол между нормалью к отражателю и оптической осью устрой ства, т.е. угол поворота объекта; с - константа;:

Л длина волны света; д - ширина светового пучка и диа 4О фратам ы 3р

Ь вЂ” расстояние между ценграми пучков.

Приведенное выражение дает форму импульса на выходе фотоприемника. Этот им45 пульс используется дпя фиксации углового положения объекта при его угловом пере° мещении. При параметрах устройства, равных, например, h = 2д, 4 =10 мм, ут

33 4, ловая.полуширина импульса у основания составляет примерно 0,7 .

В предлагаемом автоколлиматоре угловая ширина импульса с фотоприемника обратно пропорциональна ширине диафрагмы

3, формирующей световой пучок, поэтому уменьшение угловой ширины импульса не сопровождается уменьшением соотношения сигнал-шум. Угловая ширина импульса за висит только от величин d и h, поэтому ее уменьшение не требует увеличения расстояния между элементами автоколлиматора и практически не увеличивает его габаритов. Малые взаимные перемещения элементов не влияют на форму импульса, так как при агом не изменяется утon между интерферирующими лучами и происходит лйшь небольшое смещение интерференционной картины на входе фотоприемника 6.

Малые угловые колебания объекта s плоскости; ортогональной плоскости вращения, приводят к одинаковому отклонению обои с падающих на него лучей, что также не сказывается на интерференционной картине и форме импульса. В результате повышается точность фиксации.

Формул а изобрете ния фотоэлектрический автоколлиматор дпя фиксации углового положения объекта, содержащий коллиматор, включающий источник света и объектив, светоделитель, фогоприемник и отражатель, устанавливаемый на объекте, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фиксации, эн снабжен прямоугольной диафрагмой, расположенной за объективом коллиматора по ходу световых лучей, а светоделитель установлен между прямоугольной диафрагмой и отражателем и выполнен в виде призмы Кестерса.

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе

1. Гукайло М, Я. Автоколлимация. М., Mamma, 1963„с. 99-103.

2. Там же, с. 6-7 (прототип).

739333

Составитель Л. Лобзова

Редактор Г. Бельская Техред М. Петко Корректор Б. Синипкая

Заказ 2910/35 Тираж 801 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4