Автоколлимационное углоизмерительное устройство

 

Изобретение относится к оптикоэлектронному приборостроению и предназначено для автоматического измерения угла наклона объекта в трех плоскостях . Устройство представляет собой оптически связанные между собой источник излучения 1, коллимируюЕШй объектив 2, светоделительный Элемент 3, поляризационный отражательный элемент 4 с тремя плоскостями поляризации , вращающийся анализатор 5, оветорасщепитель 6 в виде триппель-призмы с интерференционными поляризуклдими покрытиями на рабочих гранях, три фотоприемника 7, предусилитепь 8 и электронный блок обработки и управления 9. Световой поток, отраженный от каждой грани светорасщепителя 6, попадает на соответствующий фотоприемник 7 и затем электронным блоком обработки и управления 9 сравниваются электрические сигналы от трех фотоприемников 7. При любом наклоне отражательного элемента 4 соотношение световых потоков на фотоприемниках 7 изменится, а при развороте вокруг оптической оси изменится начало отсчета фаз, что зафиксируется электронным блоком обработки и управления 9, который обрабатывает сигналы и дает соответствующую команду на исполнительный механизм, связанный с контролируемым объектом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU, 422208 А 1 (51)4 С 02 В 27 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4198627/24-10 (22) 24.02.87 (46), 07.09.88. Бюл, № 33 (72) В.П.Соболь и А.А.Борисюк (53) 531.743(088.8) (56) Патент CUA № 3031919, кл. G 02 В 27/30, 1964.

Ванюрихин А.И. и др. Оптико-злекронные поляризационные устройства.

К.: Техника, 1984, с. 13Д-140. (54) АВТОКОЛЛИИАЦИОННОЕ УГЛОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к оптикоэлектронному приборостроению и предназначено для автоматического измерения угла наклона объекта в трех плоскостях. Устройство представляет собой оптически связанные между собой источник излучения !, коллимирующий объектив 2, светоделительный элемент

3, поляризационный отражательный элемент 4 с тремя плоскостями поляризации, вращающийся анализатор 5, светорасщепитель 6 в виде триппель-призмы с интерференционнымн поляризующими покрытиями на рабочих гранях, три фотоприемника 7, предусилитель 8 и электронный блок обработки и управления 9. Световой поток, отраженный от каждой грани светорасщепителя б, попадает на соответствующий фотоприемник 7 и затем электронным блоком обработки и управления 9 сравниваются электрические сигналы от трех фотоприемников 7. При любом наклоне отражательного элемента 4 соотношение световых потоков на фотоприемниках 7 изменится, а при развороте вокруг DII тической оси изменится начало отсчета фаз, что зафиксируется электронным блоком обработки и управления 9, который обрабатывает сигналы и дает соответствующую команду на исполни" тельный механизм, связанный с контролируемым объектом. 2 э.п. ф-лы, 1 ил.

1422208

Изобретение относится к Области оптико †электронно приборостроения, а конкретнее к приборам, исполь-зующимся в системах дистанционного изЯ мерения углов поворота объектов, Целью изобретения является расширение функциональ1сь1х возможностей BB счет измерения углов наклона контролируемого объекта в трех плоскос- 1(1 тях.

На чертеже дано предлагаемое устройство.

Автоколлимационное углоизмеритель-. ное устройство содержит источник 1 излучения, коллимирующий объектив 2., светоделительный элемент 3, отража-тельный элемент ч, установленный на на контролируемом обьекте, анализатор 5.„ светорасщепитель 6, три фотоприемника.7 с предусилителями 8 и электронный блок 9.

Автоколлимационное углоизмерительное устройство работает следующим 06разом. i 5

Излучение от источника 1 излуче-ния коллимирующим объективом 2 формируется в виде параллельного пучка света проходит через светоделительный элемент 3 и попадает на укрепле.--,--..;О ный на объекте отражательный элемент

4. Пучок света, падающий íà Отражательный элемент 4, выполненный в виде триппель-призмь1, проходит через входную грань триппель-призмы, попа "Г дает на одну из рабочи ее граней., где разделяется на две взаимно-Ор со-гональных поляризованных составляющих. Одна составляющая,, плоскость колебания электрического вектора кото .ю рой лежит в плоскости 1.адения (Р-составляющая), проходит через интерференционное поляризующее покрытие, поглощается черным покрытием, нанесенным на дополнительных элементах, и в дальнейшем в работе не участвует, Другая составляющая, плоскость колебаний электрического вектора ко горой лежит перпендикулярно плоскости падения (S-составляющая), отразится

5 1. от поляризующего покрытия, Затем Я-. сосч авляющая отразится 0Т второл за " тем от третьей взаимно-перпендикулярных граней и выйдет через входную грань.

В итоге плоскость колебания электрического вектора„ выходящего из триппель-призмы пучка света, ol.ðåäåляется плоскостью падения последней отражающей грани. Поэтому вышедший пучок света поляризован в трех плоскостях. Причем плоскости колебаний электрического вектора суммарного выходного пучка " âåòà :расположены под углом 120 друг к другу.

При нормальном (нулевом, исходном) угле падения света на входную грань амплитудные значения интенсивностей будут равны, а фазовые отношения вышедшего плоско-поляризованного света будут симметричны. При заклоне отражательного элемента соотношение амплитудных значе11ий интенсивностей и фазовых отношений измени" ñÿ строгo пропорционально углам заклона контролируемого Объекта ь трех плос— кос,тях, Возвращенный поляризованный пучок света отражается от сBeтоделительного элемен-.à .3 и попадает на анализаT0ð 5 (вращающийся поляризатор либо кювету, заполненную 1д дко-кристаллическим веществом), плоскость поляризации которого изменяется, Например. по синусоиде.

Прошедший анализатор световои поT-oê оказывается промодулированным для каждой из трех плоскостей поляризации по-своему..

За ем световой пучок IIoliapaeт на светорасщепитель 6, где пучок света разделится тремя гранями светорасще1п1теля 6 и попадет -;ia три фотоприемника 7.

ПоскОльку От Отрежете ть rol с- эле мента 4 Отражается только S-состав— ляющая, которая полностью отразится от соответствующей грани с ;еторасще.пителя, тс возможное появление Р-составляющей является с. трицат rrbi!ым фактop011 НО rio!IRризую1 i,ее инте яеречци энное покрытие светорасще11ителя 6 пропустит P-составляющую которая в дальнейшем участия B рабОте принимать не будет.

Электрический сигнал от каждого фотоприемника 7 и тгредусилителя Я поступает в электроннь1Й блок обработки информации и управления, которь!й злак рически связан с угравляющнм элементом анализатора 5 например с двигателем, управляющим вращением анализатора 5, 6ri-Irодаря чему моду-л;ируется каждый из "..p"- х сигналОн и определяется начало o":с -1-е а фаз.

Таким образом, с г10мошii 3 3.1ектропного блока 9 в л1сбс:й момент времени

1422208 г

Составитель Е,Лыкашева

Редактор Л. Гратилло Техред Л .Олийнык " Корректор,И.Иаксимишинец

Заказ 4428/47 Тираж 533 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 можно определить амплитудное значение сигнала с каждого фотоприемника 7.

Зная начальное положение фазы вращения анализатора 5, можно определить фазовые соотношения, однозначно связанные с положением плоскостей поляризации.

Тем самым могут быть вычислены углы эаклона контролируемого объекта,в каждой из трех плоскостей: в плоскости, перпендикулярной падающему коллимированному пучку, и в двух других плоскостях, перпендикулярных двум любым ребрам входного окна отражательного элемента.

С электронного блока электрические сигналы подаются на исполнительный механизм (не показан), связанный с объектом, Формула и з о б р е т е н и я

1. Автоколлимационное углоизмерительное устройство, содержащее источник излучения, эа которым по. ходу луча установлены объектив, светоделительный элемент, отражательный элемент, размещенный на контролируемом объекте, выполненный в виде триппельпризмы с нанесенными на ее грани интерференционными поляризующими покры. тиями, установленные за светоделителем перпендикулярно оптической оси анализатор и фотоприемник с предусилителем, подключенный к электронному блоку обработки информации и управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможнбстей эа счет измерения углов наклона контролируемого объек5 та в трех плоскостях, дополнительно введены светорасщепитель, выполненный в виде трехгранной пирамиды, размещенный за анализатором и обращенный к нему вершиной и два фотоприемника с предусилителями, установленные за каждой из граней светорасщепителя, подключенные к электронному блоку, а анализатор выполнен с воз Ъ можностью вращения относительно оптической оси, при этом его управляющий элемент подключен к электронному блоГ куе

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности измереник, плоскости поляризации интерференционных поляризующих покрытий, нанесенных на рабочие грани пирамиды, совпадают с плоскостями. поляризации интерференционных покрытий, нанесенных на грани триппель-призмы при начальном положении контролирующего объекта.

3. Устройство по п.1, о т л и— чающее ся тем, что, ".öåëüþ повышения точности иэмерешпЪ, анализатор выполнен в виде оптической кюветы, заполненной жидкокристаллическим веществом, а прозрачные электро35 ды, расположенные на окнах кюветы, подключены к электронному блоку.