Фотоэлектрический способ изл1ереиия несоосности объектов

 

" -"-"/", . - - р,.

О П-ИС .;А," Н, И Е

И ЗО БР ЕТЕН И Я

Союз Советских

Социалистических

Республии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 06.1Х.1971 (№ 1696646, 25-28) с присоединением заявк:1 ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 17.IX.1973. Бюллетень ¹ 37

Дата опубликования описания 19.I 1.197-I.Ч. Кл. О 01Ь 19,56

I VJI(53!.715.27(088.8)

7 7

Гооударствеииый комитет

Совета Мииистров СССР по делам изооретеикй и открытий

Авторы изобретения

Ю. Г. Якушенков и В. fl. Солдатов

Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии

Заявитель

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕИИЯ

HECOOCHOCTH ОБЪЕКТОВ

Изобретено1е относится к измерительной технике при установке осей различных ооъектов таким образом, чтобы они лежали па одной прямой, являясь продолжением одна другой. Такая задача возникает, например, пр:> выверке подшипников главного вала судов, прп контроле соосности отверстий передней и задней бабки различных крупногабаритных станков, применяющихся в судостроении и машиностроении, при провешивании направлений в геодезии и т. д.

Известен фотоэлектрический способ измерения несоосности объектов, заключающийся в том, что устанавливают на одном из изме ряемых объектов узел, формирующий параллельный пучок лучей, а на другом — приемное устройство, и по взаимному параллельному смещению оптических осей узла и приемного устройства определяют несоосность объектов.

Этот способ основан на использовании так называемой равносигнальной зоны светового пучка.

При использовании этого способа пучок лучей от прожектора рассекают плоскостью, проходящей через его ось, на две части, модулированные различными частотами f, и f2, и с помощью приемного устройства измеряют разность лучистых потоков, модулированных эти ми частотами, которая пропорциональна взаимному параллельному смещению оптических осей грожектора . объектива прп1емного устройства.

Однако в известном способе малоэффективно используется лучистый поток от излучателя, вследствие чего чувствительно=ть и точность измерений ограничиваются.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что измеряют сдвиг фазы и сигнала после прохожде :iver пучка лучей через прием1О ное устройство, а величин смещения опреде

Q ляют по формуле S= -, где lг — постоянный !

: коэфф,щпент, Это повышает точность измерения.

На фпг. 1 пзооражена схема, поясняющая предлагаемый способ; на фиг. 2 — график распределения освещенности изображения в случае совпадения оптических осей узла и приемного устройства; на фиг, 3 — то же в случае их параллельного смещения.

Пучок лучей от узла, фор:мпрующего параллельный пучок лучей, например, коллиматора

1, фокусируется с помощью объектива 2 при25 емного оптпко-электронного устройства в плоскость анализа изображения 8, где устанавливается растр, например, в виде чередующихся прозрачных и непрозрач ых прямых линий, ширина которых равна диаметру изображения диафрагмы коллиматора в плоскости анализа.

397750

q. = arctg —, a

Предмет изобретения

Ь у = arctg —, a

Фала /

Фиг. 2

Составитель Л. Лобзова

Техред Т. Курилко

Редактор С. Титова

Корректор В Брыксина

Заказ 742/2454 Изд. № 993 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета,"Лииистроз СССР по делам изобретений п открытий

Москва, Ж-35, Рауьискан наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил, пред. «Патент»

Растр перемещается в направлении, перпендикулярном оптической оси объектива 2.

В случае, когда оптические оси коллиматора 1 и объектива 2 установлены на одной прямой, распределение освещенности изобра- 5 жения в плоскости анализа будет строго симметричным (ф "Iã. 2). Поэтому функция, описывающая амплитудную модуляцию лучистого потока, является четной. И, следовательно, фаза выходного сигнала, которая может быть оп- 10 ределена по формуле: где а и b — коэффициенты при косинусоидальной и синусоидальной составляющих, соответствующих основной частоте разложения модулирующей функции @ (f) в ряд Фурье, равна нулю. Если же оси коллиматора и объектива смещены параллельно друг другу, то вследствие неодинакового,виньетирования пучков от элементарных площадок диафрагмы коллиматора оправой входного зрачка объектива ",ðîисходит асимметричное перераспределение лучистой энергии в плоскости анализа (фиг. 3).

Из-за несимметричности распределения лучистой энергии в изображении диафрагмы коллиматора фаза электрического сигнала в цепи приемника излучения, определяемая по формуле не равна нулю. Знак фазового сдв:1га зависит от направления смещения S оптических осей коллиматора и объектива приемного устройства, а величина пропорциональна указанному смещению, т. е. p=k. S, где k — некоторый постоянный коэффициент, зависящий от параметров, конкретной схемы.

Крутизна зависимости m=k S будет максисмальной в случае, если изооражение диафрагмы коллиматора вписывается в ячейку растра.

Для измерения фазы сигнала возможно использовать фазометры или фазовые детекторы.

Экспериментальные исследования на макете показали, что чувствительность способа оценивается величиной порядка 0,002 мм на расстоянии около 1 сн в лабораторных условиях.

Фотоэлектрический способ измерения несоосности объектов, заключающийся в том, что устанавливают на одном из измеряемых объектов узел, формирующий параллельный пучок лучей, а на другом — приемное устройство, и по взаимному параллельному смещению оптических осей узла и,приемного устройства определяют несоосность ооъектов, отличаюзрийся тем, что, с целью повышения точности измере нпя,,измеряют сдвиг 1разы m сигнала после прохождения пучка лучей через приемное устройство, а величину смещения определяют по формуле S= —, где k — постоянный коэффициент.