Двухкоординатный фотоэлектрический автоколлиматор

 

) ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АВТОКОЛЛИМАТОР, содержащий осветитель, автоколлимационную марку, выполненную в виде двух окон, ориентированных .относительно координатных осей, модулятор, выполненный в виде вращающегося ;диска и расположённый в плоскости автоколлимационной марки, и два измерительньк канала, каждый из которых содержит управляющий фотоприемник , электрически связанный с электроприводом, и марку, расположенную перед фотоприемником, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и уменьшения габаритов,.каждый измерительный канал снабжен неподвижно установленным координатно-чувствительным Фотоприемнйком И- установленным перед ним источником света, жестко скрепленным с маркой и управляющим фотоприемником, причем источник света, марка и управляющий фртоприемник установлены с возможностью (Л совместного линейного перемещения по измеряемой координате. О5 4 К СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ !

РЕСПУБЛИК

3(59 5 01 В 11/2

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21 ) 3236397/25-28 (22) 22.01.81 (46) 30.12.83. Вюл. Р 48 (7 2 ) В. Л. Фрадкин, В.П. Майоров, П.И.Госьков, A.Ì.Æèëêèí и A.Е.Здоб.ников (53) 531. 715. 27(088.8) (56) 1. Патент CBJA Р 2870671, кл. В56-152, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 528532 кл. G 02 В. 27/30, 1974 ,(прототип); (54)(57 ) ДВУХКООРДИНАТНЫЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИИ ABTOKOJIJIHMATOP, содержащий осветитель, автоколлимационную марку, выполненную в виде двух окон, ориентированных относительно координатных осей, модулятор, выполненный в виде вращающегося

„„su„„1 9 A диска и расположенный в плоскости автоколлимацнонной марки, и два,измерительных канала, каждый из которых содержит управляющий фотоприемник, электрически связанный с электроприводом, и марку, расположенную перед фотоприемником, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и уменьщения габаритов,,каждый измерительный канал снабжен неподвижно установленным координатно-чувствительным фотоприемником и установленным перед ним источником света, жестко скрепленным с маркой и управляющим фотоприемником, причем источник света, марка и управляющий фотоприемник установлены с возможностью совместйого линейного перемещения по измеряемой координате.

1064129

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения углов поворота одного или нескольких объектов.

Известны фотоэлектрические автоколлиматоры, содержащие осветитель, объектив, разделительные призмы, автоколлимационную марку, модулятор, фотоприемники и марки перед фотоприемниками(13.

Данные автоколлиматоры имеют незначительно высокую точность и малую зону захвата.

" Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и: достигаемому результату является двух- 15 координатный фотоэлектрический автоколлиматор, соцержащий осветитель, автоколлимационную марку, выполненную в виде двух окон, ориентирован.ных относительно координатных осей, модулятор, выполненный в виде вращающегося диска и расположенный в плоскости .автоколлимационной марки, и два измерительных канала, каждый из которых содержит управляющий фото- 25 приемник, электрически связанный с электроприводом, и марку, расположенную перед фотоприемником(2).

Измерение углов поворота в известном устройстве осуществляется линзовым компенсатором, который име" ет сравнительно большие габариты и массу, ограничивающую быстродействие автоколлиматора.

Цель изобретения — увеличение быстродействия и уменьшение габари35 тов.

Указанная цель достигается тем, что каждый измерительный канал снабжен неподвижно установленным координатно-чувствительным фотоприем- 40 ником и установленным перед ним источником света, жестко скрепленным с маркой и управляющим фотоприемником, причем источник света, марка и управляющий фотоприемник 45 установлены с возможностью совместного линейного перемещения по измеряемой координате.

На фиг.I изображена функциональная схема двухкоординатного фотоэлектрического автоколлиматорау на фиг.2 — блок-схема электронной части автоколлиматора.

Двуххоординатный фотоэлектрический автоколлиматор содержит последовательно расположенные осветитель, включающий источник 1 света и конденсор 2, модулятор 3, выполненный в виде вращающегося диска, двигатель 4, автоколлимационную марку 5, выполненную в виде двух окон н расположенную в фокальной плоскости объектива 6, разделительные

i:ðèçìû 7 и 8 н два измерительных ка нала 9 и 10 по осям Х и У ) . Каждый из каналов, например 10, содер- 65 жит управляющий фотоприемник .11, электрически связанный с электроприводом 12, марку 13, расположенную перед управляющим фотоприемником 11, неподвижно установленный координатночувствительный фотоприемник 14, например светодиод, соединенный жестко с маркой 13 и управляющим фотоприемником 11. Источник 15.света, марка

13 и управляющий фотоприемник 11 установлены с воэможностью линейного перемещения по измеряемой координате. При работе прибора используется зеркало 16, находящееся перед объективом 6 автоколлиматора и закреп-. ляемое на контролируемом. объекте. . Электронная часть устройства содержит усилитель 17, фазовый детектор 18, усилитель 19 мощности, генератор 20 опорного напряжения ° Координатно-чувствительный фотоприемник 14 электрически связан через формирователь 21 сигналов с устройством

22 регистрации.

Автоколлиматор работает следующим образом.

Осветитель, включающий источник 1 света с конденсором 2, îcâåùàåò автоколлимационную марку 5. Световые пучки проходят через разделительную призму .7, объектив 6 и, отразившись от зеркала 16, проходят в обратном направлении объектив

6 и разделительные призмы 7 и 8.

Разделительная призма 8 направляет световые потоки в два измерительных канала 9 и 10 (по осям Х и У), а так как измерительные каналы 9 и 10 конструктивно выполнены одинаково, то достаточно рассмотреть работу одного из них, например канала 10.

Изображение автоколлимационной марки 5 строится объективом 6 в плос-. кости марки 13. Прошедшие через марку 13 световые пучки попадают в плоскость управляющего фотоприемника 11. Модулятор 3, вращающийся двигателем 4, поочередно перекрывает левое и правое окна автоколлимационной марки 5. В соответствии с этим на управляющем фотоприемнике 11 возникают в противофазе электричес-. кие сигналы, пропорциональные поступающим световым потокам через правое и левое окна. Электрический сигнал с управляющего фотоприемника 11 поступает на -усилитель 17,. а затем подается на фазовый детектор 18, на который одновременно подается сигнал с генератора 20 опорного напряжения, и далее на усилитель 19 мощности.

Полученный сигнал поступает на электропривод 12, которнй перемещает марку 13 вместе с управляющим фото*риемником 11 в направлении, уменьшающем сигнал рассогласования от световых потоков левого и правого окон автоколлимационной марки 5 до тех

1064129

Составитель С.Грачев

Техред И.Асталош Корректор Л.Патай.Редактор A.Èîòûëü

Заказ 10506/42 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

° Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 пор, пока он не станет меньше или равньм пороговой чувствительности.

Вместе с маркой -13 и управляющим фотоприемником 11 перемещается- источник 15 света, например светодиод.

Световое пятно от источника 15 све-. та попадает в плоскость неподвижного координатно-чувствительного фотоприемника 14, который вырабатывает электрические сигналы, пропорциональные величине смещения марки 13: . и,как следствие, величине поворота зеркала 16, закрепленного на контролируемом объекте. Эти электрические сигналы обрабатываются на формирователе 21 сигналов и поступают на устройство 22 регистрации.

Таким образом, результат измерения угла поворота зеркала 16 фиксирует.ся устройством 22 регистрации.

Изобретение повышает быстродействие измерений в 5-10 раз, значительно уменьшает габариты эа счет исключения линзового компенсатора с приводом. Точность измерений также повышается в связи с отсутствием ошибок аберраций и кинематических погрешностей электропривода линзового компенсатора,.