Способ измерения угла поворота изделия

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет определения значения базы между подвижными парами уголковых отражателей. Проводят измерения углов в диапазоне 360° с помощью расположенных по кругу в плоскости измерений т+1 интерферометров, установленных на статоре m уголковых отражателей , выполненных в виде двух скрепленнь1Х вершинами трехгранных углов и установленных на роторе, связанном с объектом. В плоскости измерений устанавливают оптически связанные неподвижный автрколпиматор и многогранную призму с количеством граней m(m+1) жестко связанную с ротором и задающую углами между нормалями к ее зеркальным граням рабочие диапазоны соответствующих интерферометров. При этом поочередно поворачивают ротор на угол 360 и устанавливают многогранную призму в т/2 рабочих положений . Световые лучи от лазера 1, пройдя телескопическую систему 2, попадают на светоделительную пирамиду 3, после которой радиально направляются к отражательным призмам 4. После призм 4 в каждом из m интерферометров световой пучок попадает на светоделительные элементы 5, зеркала 6 и уголковые отражатели. Диаметрально противоположные отражатели замыкают рабочие плечи интерферометров по нониусной системе, что обеспечивает диапазон измерения одним интерферометром 360 /m(m+1) . Измерения проводят для т/2 положений многогранной призмы 11. Суммируют число интерференционных полос для каждой пары отражателей в m+t интерферометрах для всех начальных положений многогранной призмы и определяют длину каждой базы интерферометра как частного от деления суммы разностей хода, полученных при измерении данной базой в диапазоне 360°, на число Ti. Найденное значение каждой базы учитывают при определении угла поворота объекта . 2 ил. /г (Л со СХ) ро -. 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SUÄÄ 138871

А1 (5D 4 G 01 В 11/26 ф Г ммуу î g ц,",..!;i!

Я(фея р 1":.;:». ., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4010495/24-28 (22) 20.01.86 (46) 15.04.88. Бюл. Р 14 (72) В.Г. Бурачек, Г.А. Гузенко, Т.И. Гураль и Н.И. Овчар (53) 531.743(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К - 1113671, кл. G 01 В 11/26, 1986 . (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА

ИЗДЕЛИИ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет определения значения базы между подвижными парами уголковых отражателей. Проводят измерения yrО лов в диапазоне 360 с помощью расположенных по кругу в плоскости измерений m+1 интерферометров, установленных на статоре т уголковых отражателей, выполненных в виде двух скрепленных вершинами трехгранных углов и установленных на роторе, связанном с объектом. В плоскости измерений устанавливают оптически связанные неподвижный автоколлиматор и многогранную призму с количеством граней ш(тп+1) жестко связанную с ротором и задающую углами между нормалями к ее зеркальным граням рабочие диапазоны \ соответствующих интерферометров.

При этом поочередно поворачивают ротор на угол 360 и устанавливают мноо гогранную призму в m/2 рабочих положений. Световые лучи от лазера 1, пройдя телескопическую систему 2, попадают на светоделительную пирамиду 3, после которой радиально направляются к отражательным призмам

4. После призм 4 в каждом из m интерферометров световой пучок попадает на светоделительные элементы 5, зеркала 6 и уголковые отражатели.

Диаметрально противоположные отражатели замыкают рабочие плечи интерферометров по нониусной системе, что . ф обеспечивает диапазон измерения одним имтерФерометрам 360 /m(m+1). Иемере- Q) ния проводят для ш/2 положений многогранной призмы 11. Суммируют число интерференционных полос для каждой пары отражателей в m+1 интерферометрах для всех начальных положений многогранной призмы и определяют длину каждой базы интерферометра как частного от деления суммы разностей хода, полученных прп измерении данной базой в диапазоне 360, на число . Найденное значение каждой базы учитывают при определении угла поворота объекта. 2 ил. 1388713 метров.

Способ осуществляют следующим образом.

Световые лучи от источника 1, например лазера, пройдя телескопическую систему 2 и отражатель, попадают на светоделительную пирамиду 3, после которой разделенные пучки радиально направляют к соответствующим отражательным призмам 4.

После призм 4 в каждом из интерферометров световой пучок попадает на светоделительный элемент 5 и делится на два световых пучка. Первый све50

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля углоизмерительных приборов. 5

Цель изобретения — повышение точ" ности измерения за счет определения значения базы между несколькими парами уголковых отражателей и учета их значения при определении угла поворота объекта.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2— схема расположения интерферометров и отражателей.

Устройство содержит источник 1 излучения, например лазер, телескопическую систему 2, светоделительную пирамиду 3, (в+1) отражательных призм 4 типа БГ-180, (m+1) двухлучевых интерферометров, каждый из которых включает светоделительный элемент 5 и зеркало 6, установленное в одной из двух ветвей интерферометра и направляющее излучение в ней парал. лельно другой ветви, m уголковых отражателей 7, расположенных попарно, (m+1) фотоприемников 8, ротор 9, на котором равномерно по кругу установлены уголковые отражатели, статор

10, на котором установлены (ш+1) двухлучевых интерферометров, многогранную призму 11 с числом граней, равным m x (m+1), и автоколлиматор 35

12, оптически связанный с многогранной призмой, установленной на оси ротора.

Уголковые отражатели расположены попарно, причем базовое расстояние 40 между вершинами каждой пары отражателей равно В „В z, В э и В4.

Каждая иэ призм 4 оптически связана с одним из светоделительных элементов 5 двухлучевых интерферо- 45 товой пучок, пройдя светоделительный элемент, попадает на один из уголковых отражателей 7, Второй световой пучок, отразившись от отражателя 7 и зеркала 6, попадает на втоipoA отражатель 7, расположенный диаметрально противоположно первому. Отразившись от пары уголковых отражателей и пройдя светоделительный элемент, два световых пучка образуют нестационарную интерференционную картину при вращении ротора 9. Интерференционные полосы регистрируют фотоприемниками

8, с которых сигналы поступают в электронный блок обработки информации (не показан).

Количество интерферометров принято равным,(m+1)=9, а количество уголковых отражателей — ш=8, что приводит к разделению кругов ротора и статора на ряд одинаковых секторов с углами

p=40 и 4=45 соответственно. При повороте ротора диаметрально противоположные уголковые отражатели поочередно замыкают рабочие плечи интерферометров по нониусной системе, что обеспечивает измерение углов одним интерферометром в диапазоне i 2,5 .

После отработки одного из интерферометров электронный блок по сигналам автоколлиматора отключает поступление от него сигналов и подключает другой, имеющий угловую разность в исходном положении с соответствующей парой уголковых отражателей, равную 5 . Измеряемый угол одним интерферометром определяется как отношение измерения разности хода, вносимой поворотом ротора, к длине данной базы. При этом многогранная призма устанавливается в рабочее положение таким образом, что задает углами между нормалями к ее зеркальным граням рабочие диапазоны определенных интерферометров.

При повороте ротора производят счет полос первым интерферометром при его работе с парой уголковых отражателей, базовое расстояние между вершинами которых равно В в диапазоне, определяемом нормалями к граням угла многогранной призмы 11 (при согласованном положении нормалей к отражающим поверхностям с визирной осью автоколлиматора последний вырабатывает управляющий сигнал на отключение счета полос первым ин1388713 терферометром и включение счета полос вторым интерферометром).

При повороте ротора против часовой стрелки каждым интерферометром поочередно будут измеряться следующие разности хода: с

L 44» 1 т» Е Ыг» т»o т т "2 1Р л.а 11 ° ° ° í 1y ° ° ° L в «» L22» в 33»

В 9 т3» 1 94» 1 9»» где k — номар базового расстояния; — номер интерферометра; — номер угла многогранной призмы, в пределах которой определялась данная разность хода.

Затем многогранную призму повораО чивают на угол, равный 5, устанавливают ее во второе рабочее положение и определяют следующие разности хода:

2 ° 9 ° 4 ° 5

L«s Ь 3L39; м

Ь 9 ° »о 4

Ll3» Ls4» L9т» 1»2 1" 1к 94

Далее многогранную призму поочередно поворачивают на углы, равные

10О и 15 » и для третьего и четвертого ее положений определяют разности хода:

° 4, » ° 4 ° 7 . 8 т 9

» 1 22» 1 33» 44» 1 91» 1 р 23»

1 2...Ь „...1.

»à гт вг .

21»

35 гг» 22» 33» 44» 5т» (2»

1 « . »2 13 i 3

13» 84» 9»» 12 )К 91

Из анализа суммы разностей хода, 40 полученных при четырех сериях измерений, следует, что каждое базовое расстояние между вершинами уголковых отражателей использовано при измерениях ВОоп- 4> ределяемых нормалями к граням призмы, что соответствует изменению разности хода для каждой базы при ее повороте на угол, равный 360 . Таким образом, сумма разностей хода, полученная 50 в четырех сериях измерений для каждой длины базы, определяет длину окружности, описанной вершинами уголковых отражателей.

Длйцу каждой базы определяют по 55 формулам „, L;, L;2 в= в= г

If

L, В

Пр31 контроле угла поворота изделия операции по измерению разности хода повторяются, его значения определяются по формуле м

Ч= Еасэы В °

1- » ) де M — любое целое число от 1 до 72.

С целью повышения точности измерений при измерении разностей хода учитываются поправки иэ-за криволинейности перемещений угQJIKoBblx отражателей, функционально зависящие от угла поворота. формула изобретения

Способ измерения угла поворота изделия, заключающийся в том, что располагают на роторе равномерно по кругу

m попарно диаметрально противоположных отражателей, а на статоре — (m+1) двухлучевых интерферометров равномерно вокруг ротора, направляют коллимированный монохроматический пучок излучения в (m+1) интерферометров, поворачивают ротор с отражателями и последовательно замыкают двухлучевые интерферометры на различные пары отражателей, измеряют число интер. ференционных полос в каждом интерферометре и определяют угол поворота объекта по отношению суммарного числа интерференционных полос в интерферометрах к базовому расстоянию между вершинами диаметрально противоположных отражателей, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, для определения базового расстояния каждой пары диаметрально противоположных отражателей располагают на роторе многогранную призму с числом граней, равным m(m+1), направляют излучение автоколлиматора на нее, поворачивают ротор на 360 и последовательно сов-- мещают изображение автоколлимационной марки от каждой иэ граней призмы с самой маркой, одновременно измеряют число полос в каждом интерферометре в диапазоне между двумя совмещенными автоколлимационными изображениями марки, формируемыми от соседних rpa1388713

Составитель H. Солоухин

Редактор А. Ревин Техред И.Верес Корректор О. Кундрик

Заказ 1570/42 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ней призмы, m/2 раз дискретно поворачивают призму на угол, равный углу между ее соседними гранями, после каждого поворота призмы производят разворот ротора на 360 и вновь измеряют число полос в каждом интерферометре, суммируют число интерференционных полос в каждом иэ (m+1) интерферометров для m/2 положений приз-10 мы при замыкании их на одну и ту же пару уголковых отражателей, преобразуют суммарное число интерференционных полос для каждой пары отражателей в разность хода между интерфери-. рующими лучами и определяют длину каждого базового расстояния как частное от деления соответствующей разности хода на число (.