Оптико-электронное устройство

 

О П И С А Н И Е 3475Sl

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 21.Ч.1970 (№ 1441124/25-28) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 10.V111.1972. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 24.Ч111.1972

М. Кл. С Olb 9/02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Яинистроа

СССР

УДК 531.717(088.8) Авторы изобретения

О П. Мамучашвили и Ю. Н. Шестопалов

Заявитель

ОПТИ КО-ЭЛ ЕКТРО Н НОЕ УСТРОЙ СТВО

ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ

УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известны оптико-электронные устройства для автоматического измерения угловых перемещений, содержащие осветитель, двухлучевой интерферометр, со светоделительным устройством, жестко соединенный с кареткой и объектом измерения, датчик линейных перемещений, к которому прикреплен один из отражателей интерферометра, датчик угловых перемещений, к которому прикреплен другой отражатель, щелевую диафрагму, два фотоэлектрических приемника, электронную схему с суммарно-разностной обработкой электрического сигнала, источник компенсационного воздействия и отсчетный прибор.

Однако такое устройство позволяет измерять угловые перемещения только в одной плоскости и только в динамическом режиме.

В описываемом устройстве эти недостатки устранены за счет того, что в нем светоделительное устройство, например в виде призмы

Кестерса, установлено таким образом, что разделяет падающий на нее световой поток на два параллельных и равных между собой пучка, а в одну из ветвей интерферометра помещена двухлинзовая оптическая система, согласующая падающие на плоские отражатели пучки лучей.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Оно содержит о-ветитель 1, каретку 2, связанную с объектом измерения, двухлучевой интерферометр 3, состоящий из отражателей .1 и 5, жестко закрепленных на датчиках линейных 6 и угловых 7 перемещений, которые крепятся к каретке светоделительного устройства 8, например в виде призмы Ксстерса, щелевую диафрагму 9, уголкоиый отражатель

10 1Î, делящий сьетовой поток на два параллельных и равных между собой пучка.

Устройство содержит также два фотоэлектрических приемника 11, установленных на пути световых потоков от уголкового отража15 теля 10, два демодулятора 12, одни входы которых подключены к фотоэлектрическим приемникам 11, а другие к источнику 18 модулирующих колебаний. Выходы демодуляторов 12 соединены со схемой 14 вычитания, вы20 ход которой связан со входом усилителя 15, и с сумматором 16, выход которого связан со входом усилителя 17, имеющего несимметричный выход. Выходы усилителей 15 и 17 связаны со входами источников 18 и 19 компенса25 ционного воздействия, которые связаны с датчиком б линейных перемещений и датчиком 7 угловых перемещений. Датчик 6 соединен с источником 13 модулирующнх колебаний. К выходам исто ников 18 и 19 компенсационно30 го воздействия подключены отсчстные приборы 20 и 21. В интерферометре между светоделительным устройством 9 и плоским отра>кателем 5 расположены две линзы 22.

УстройсIâо работает следующим образом.

Пучок света от осветителя 1 через устройстВо 8 и линзы 22 направляется íà отражатели

4 и 5 интерферометра 8, которые персмсща1отся вместе с кареткой 2. Пучки света от отражателей 4 и 5 попадают па щелсвую диафрагму 9. Модуляция светового потока осуществляется плоским отражателем 4, прикрепленным к датчику 6 линейных перемещений, который колеблется под действием источника 18 модулирующих колебаний.

Через щелевую диафрагму 9 модулированный световой поток поступает на уголковый отражатель 10, делящий световой поток на два параллельных и равных между собой пучка и направляет их па фотоэлектрические приемники 11.

При перемещении каретки 2 параллельно первоначальному поло>кению оси симметрии светового потока и щелевой диафрагмы 9 совпадают, и сигналы на выходах демодуляторов

12 равны нулю. Угловые перемещения каретки 2 в двух плоскостях, вокруг центральной горизонтальной оси и центральной вертикальной оси, вызывают смещение и наклон светового потока. В этом случае на выходах демодуляторов 12 появляются сигналы, пропорциональные смещению и наклону светового потока. Для раздельного выделения сигналов смещения и наклона сигналы с выходов демодуляторов 12 подаются на схему 14 вычитания и сум м а то р 16.

Если имеется некоторое смещение осей симметрии светового потока и щели диафрагмы 9, то сигналы демодуляторов 12 равны между собой по абсолютной величине и по знаку.

При этом на выходе сумматора 16 появится удвоенный сигнал, а на выходе схемы 14 вычитания сигнал будет отсутствовать. В случае наклона светового потока сигналы демодуля34758!

4 торов 12 равны между собой по абсолютной величине, но противоположны по знаку. При этом на выходе сумматора 16 сигнал будет равен нулю, а на выходе схемы 14 вычитания появится удвоенный сигнал. С выходов схемы

14 вычитания и сумматора 16 сигналы подаются»а усилители 15 и 17, а затем на источники 18 и 19, которые посылают на датчики линейных 6 и угловых 7 перемещений напря10 жения, пропорциональные пришедшим на них сигналам. Эти напряжения регистрируются отсчетными приборами 20 и 21, проградуировав которые в угловых единицах, можно непосредственно получить значения угловых пере15 мещений каретки в двух плоскостях.

Предмет изобретения

Сптико-электронное устройство для автома20 тического измерения угловых перемещений, содержащее осветитель, двухлучевой интерферометр со светоделительным устройством, жестко соединенный с кареткой и объектом измерения, датчик линейных перемещений, к которо25 му прикреплен один из отражателей интерферометра, датчик угловых перемещений, к которому прикреплен другой отражатель, щелевую диафрагму, два фотоэлектрических приемника, электронную схему с суммарно-разно30 стной обработкой электрического сигнала, исTp÷HèK компенсационного воздействия и отсчетный прибор, отличающееся тем, что, с целью одновременного измерения угловых перемещений в двух плоскостях как в динамиче35 ском, так и в статическом режимах, в нем светоделительное устройство, например в виде призмы Кестерса, установлено таким образом, что разделяет падающий на нее световой поток на два параллельных и равных между со40 бой пучка, а в одну из ветвей интерферометра помещена двухлинзовая оптическая система, согласующая падающие на плоские отражатели пучки лу гей.

3475Ì

Составитель P. Старцева

Техред Т, Курилко

Корректор Е. Миронова

Редактор T. Баранова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2591 2 Изд. М 1140 Тираж 406 Подписиос

ЦНИИПИ Ксз1итета по делано изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, OK-35, Раушская паб., д. 4/5