Способ измерения смещений светового пятна

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является расширение диапазона измерений за счет обеспечения измерения при выходе части светового пятна за пределы фотоприемника. Способ позволяет за счет проецирования на поверхность фотоприемника 3 светового пятна 2, размеры которого соизмеримы, но не превышают размер поверхности фотоприемника, при смещении светового пятна 2 с поверхности и применении обратной связи через сумматор 6 увеличивать яркость пятна 2, что обеспечивает линеаризацию характеристики фотоприемника 3 и исключает воздействие возмущающих факторов . 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 4 G О1 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 349 2903/24-28 (22) 22.09.82 (46) 15.03.87. Бюл. Ф 10 (72) Н.Н.Анохин, А.И,Березин, Я.Н.Климов и В.Д.Лазарев (53) 531.7(088.8) (56) Патент ФРГ Р 3151800, кл. G 01 В 11/00, 1982. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИЙ СВЕТОВОГО ПЯТНА (») Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является расширение диапазона измерений за счет обеспечеЛ(), 1296 6 ния измерения при выходе части светового пятна за пределы фотоприемника.

Способ позволяет за счет проецирования на поверхность фотоприемника 3 светового пятна 2, размеры которого соизмеримы, но не превышают размер поверхности фотоприемника, при смещении светового пятна 2 с поверхности и применении обратной связи через сумматор 6 увеличивать яркость пятна

2, что обеспечивает линеаризацию характеристики фотоприемника 3 и исключает воздействие возмущающих факторов. 1 ил.

1 12968

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к бесконтактным способам измерения угловых или линейных смещений с использованием позиционно-чувствительных датчиков, и может быть использовано для слежения за размещением одного объекта относительно другого при ориентировании .объектов в пространстве, а также для поиска 10 единичных источников излучения.

Цель изобретения — расширение диапазона измерений путем обеспечения измерения при выходе светового пятна за пределы фотоприемника. 15

На чертеже изображена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит оптическую систему 1, предназначенную для форми- 20 рования и проецирования светового пятна 2 на чувствительную поверхность координатно-чувствительного фотоприемника 3, состоящего, например, из четырех квадрантов. Выходы противоле- 25 жащих квадрантов соединены с вычитающими блоками 4 и 5, а также подключены к входам сумматора б, выход которого соединен с оптической системой

1 через усилительно-преобразователь- 30 ный блок 7. Фотоприемник 3 соединен, в частности, с .источником 8 питания.

Оптическая система 1 может быть выполнена, например, в виде источника излучения с блоком питания, узла формирования светового пятна, например коллиматора, и. устройства для регулировки потока световой энергии, например ирисовой диафрагмы или электро-оптического модулято- щ ра — ячейки Поккельса (не показано).

Способ осуществляется с помощью устройства следующим образом.

С помощью оптической системы 1 проецируют световое пятно 2 на чувст- 45 вительную поверхность координатночувствительного фотоприемника 3 (к.ч.ф.), при этом формируют такое световое пятно 2, размер которого соизмерим, но не превьш ает размер g0 чувствительной поверхности фотоприемника 3. Полученные с противолежащих квадрантов электрические сигналы попарно поступают на входы вычитателей 4 и 5, где происходит их вычитание. Выходной сигнал с вычитателя 4 определяет величину смещения светового пятна 2 относительно центра чувствительной площадки к.ч.ф. 3 по

36 2 оси Х, а с вычитателя 5 — по оси Y (оси выбраны условно). Одновременно сигналы с каждого квадранта поступают на входы сумматора 6, где происходит их сложение, Полученный суммарный сигнал усиливается с помощью усилительно-преобразовательного блока 7. Затем этот сигнал используют для корректирования заранее заданных параметров оптической системы 1 (оптического тракта). Процесс регули— ронки происходит по принципу действия обратной связи, т.е. если при каких-либо нарушающих факторах сигнал возрастает, то это приводит к такому изменению параметров оптической системы 1, при котором этот сигнал уменьшается.

До выхода светового пятна 2 за пределы чувствительной поверхности фотоприемника 3 приращение разностного сигнала происходит путем уменьшения освещенной площади одного из квадрантов, а также путем одновременного увеличения освещенной площади другого квадранта фотоприемника 3.

При выходе светового пятна 2 за пределы чувствительной поверхности к.ч.ф, 3 с помощью обратной связи суммарный сигнал поддерживается неизменным, наряду с чем происходит корректирование параметров оптической системы 1 и яркость светового пятна

2 увеличивается, Увеличение яркости в этом случае. обусловливает увеличе-, ние электрического сигнала, несущего информацию о положении светового пятна 2, т.е. разностного сигнала. В результате происходит корректирование позиционной характеристики к.ч.ф. 3, обеспечивается линеаризация этой характеристики и одновременно исключается воздействие возмущающих факторов, что позволяет производить измерения смещений светового пятна в широком диапазоне при сохранении точности, без усложнения аппаратурной реализации способа. Наряду с этим повышается точность измерений за счет исключения дестабилизирующих факторов.

Формула изобретения

Способ измерения смещений светового пятна, заключающийся.в том, что проецируют световое пятно на поверхность координатно-чувствительного фотоприемника, по разности сигналов

1296836

Составитель E.Ãëàçêîâà, Техред А. Кравчук Корректор H.Êîðîëü

Редактор С.Лисина

Заказ 764/41 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 с противолежащих чувствительных площадок фотоприемника определяютют перемещение, а суммарный сигнал с чувствительны,х площадок фотоприемника используют для корректировки параметров оптического

4 тракта, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, при проецировании формируют световое пятно, размер которого соизмерим, но не превышает размер чувствительной поверхности фотоприемника.