Фотоэлектрический автоколлимационный датчик крена

Фотоэлектрический автоколлимационный датчик крена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (и> 787891 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 080179 (21)2708233/25-28 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.80. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 2012.80

К„з

G 01 В 11/00

G 02 В 27/30

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53} УДК 531.71:

: 531. 14 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. В. Бочаров, В. И. Метельский, И. П. Некрасов, В. Г. Серов и В. В. Тихонов (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АВТОКОЛЛИМАЦИОННЫЙ

ДАТЧИК КРЕНА

Изббретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения углов поворота между объектами. 5

Известны фотоэлектрические автоколлимационные устройства для измерения углов поворота между объектами, содержащие отражатель и фотоприемное устройство (1) . 10

Недостатки этих устройств — изменение выходных характеристик при эксплуатации в условиях запыленности, при изменении расстоянии между объектами. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является фотоэлектрический автоколлимационный датчик крена, содержащий автоколлиматор, включающий источник излучения, отражатель в виде триппель-призмы, имеющий один из двугранных углов, отличный от прямого, скрепляемый с контролируемым объектом, и фотоприемное устройство, включающее четыре попарно соединенныхр фотоприемника, и блок регистрации 21,.

Недостатком датчика является его невысокая точность измерения крена при изменении дальности и при эксплуатации в условиях запыленности.

2

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что датчик снабжен электрически связанными источником опорного стабилизированного напряжения, дифференциальным усилителем и усилителем мощности, соединенным с источником излучения и светочувствительной площадкой, размещенной в центре фотоприемного устройства на оптической .оси датчика и связанной выходом со вторым входом дифференциального усилителя, а отражатель выполнен в виде оптического блока с четырьмя отражающими гранями, три из которых взаимно ортогональны, а четвертая — ортогональна одной из них.

На чертеже схематически изображен фотоэлектрический автоколлимационный датчик крена, общий вид.

Фотоэлектрический автоколлимационный датчик крена содержит автоколлиматор, в который входят источник 1 излучения, диафрагма 2, установленная в фокальной плоскости объектива 3, светоделитель 4, фотоприемное устройство

5, которое имеет светочувствительную площадку, например фотоприемник 6 и четыре фотоприемника 7-10, располо787891

Формула изобретения

Фотоэлектрический автоколлимационный датчик крена, содержащий автоколлиматор, включающий источник излучения, отражатель, скрепляемый с контролируемым объектом и .фотоприемное . устройство и блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен электрически связанными источником опорного стабилизированного напряже. ния, дифференциальным. усилителем и усилителем мощности, соединенным с источником излучения и светочувствительной плоцадкой, размещенной в центре фотоприемного устройства на оптической оси датчика и связанной выходом со вторым входом дифференциального усилителя, а отражатель выполнен в виде оптического блока с четырьмя отражающими гранями, три из которых взаимно ортогональны, а четвертая ортогональна одной из них. нике б. Другая часть светового потока, падающая на грань 17, и поток, симмет-З5 ричиый этому потоку, отклоняется относительно падающего на два направления, и, пройдя объектив 2 и светоделитель 4, формируется объективом 3 в два потока, симметричные относитель 40

55 женные по его периферии, а оси разде ла фотоприемников взаимноперпендикулярны. Фотоприемники 7 и 9, а также

8 и 10 попарно электрически соединены и подключены к блоку регистрации вычитающего устройства 11, которое соединено с индикатором 12 крена. Отражатель 13 выполнен с четырьмя отража ющими гранями 14-17, три из которых

14, 15 и 16 взаимно ортогональны, а последняя грань 17 ортогональна, например к грани 15. Выход фотоприемника б соединен с одним из входов дифференциального усилителя 18, а второй вход соединен с источником 19 опорного стабилизированного напряжения. Выход дифференциального усилителя 18 через усилитель 20 мощности соединен с источником 1 излучения.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В автоколлиматоре источник 1 излучения равномерно освецает диафрагму

2, которая находится в фокальной плоскости объектива 3. Параллельный световой поток, вышедший из объектива 3, падает на отражающие грани отражателя

13. Часть светового потока, падающего на отражающую грань 15 и поток ему симметричный, отражается по направлению, параллельному падающему потоку, поскольку грани 14, 15 и 16 взаимно ортогональны. Эти потоки через светоделитель 4 формируются объективом 3 в центральное изображение диафрагмы

2, которое располагается на фотоприемно центрального изображения диафрагмы, поскольку эта часть потока отражается от отражателя 13, один из двугранных углов которого между гранями 14 и 17 отличен от прямого. При повороте объекта и, следовательно, отражателя 13 два периферийные автоколлимационные изображения диафрагмы

2 поворачиваются в плоскости анализа на тот же угол и в ту же сторону.

Сигналы с выходов диаметрально противоположных фотоприемников 7, 9 и 8, 10 попарно суммируются и подаются на вычитающее устройство 11, с выхода которого на индикатор 12 поступает сигнал, пропорциональный крену. При изменении пропускания оптического канала, дальности, излучающей способности излучателя показание индикатора 12 крена не изменяется, так как в устройстве работает схема автомати ческого поддержания освеценности на фотоприемник на одном уровне ° В эту схему входят фотоприемник б, дифференциальный усилитель 18, источник

19 опорного стабилизированного напряжения и усилитель 20 мощности, управляющий интенсивностью излучения источника 1 излучения. С выхода дифференциального усилителя 18 снимается сиг— нал, пропорциональный разности напряжений на входах, то есть разности между опорным стабилизированным напряжением и выходным напряжением фотоприемника б. Например, при увеличении этой разности выходное напряжейие дифференциального усилителя 18 уменьшается, что в конечном счете приводит к изменению интенсивности излучения источника 1 излучения до тех пор, пока не установится первоначальная разность напряжений на входах дифференциального усилителя 18, а это означает, что освеценность фотоприемника б, а следовательно, и фотоприемников 7-10 остается неизменной. Таким образом разница между потоками, падающими на площадки 7, 9 и

8, 10, не зависит от изменения расстояния, изменения излучающей способности излучателя, запыленности, что увеличивает точность при эксплуатации и при работе в жестких условиях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 511520, кл. G 01 В 11/26., 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 621958, кл. G 02 В 27/30, 1977 (прототип).

787891

Составитель В. Климова

Редактор Ю. Петрушко Техред .И.Ьсталощ Корректор A. Гриценко

Закаэ 8335/46 Тираж 801 Подписное

ВНИИПИ ГосударствЕнного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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