Патент ссср 402733

 

402733

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социвлистимеских

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №

М. Кл. G Olb 11/26

G 02Ь 27/30

Заявлено 03.Х11.1971 (№ 1720393/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 19.Х.1973. Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 12.III.1974

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао донам нзооретений и открытий

УДК 528.52(088.8) Авторы изобретения

А. В. Новиков, А. Ф. Фомочкин и О. А. Хайнацкий

Заявитель

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОГО ПОЛО)КЕНИЯ ОБЪЕКТА (Z — Z>) ((Z, ИЛИ (Z, — Z ) ((Z .

Известны фотоэлектрические устройства для определения углового положения объекта, например автоколлиматоры, содержащие установленный на объекте источник излучения, частоту прерывания излучения которого определяет одна из дорожек двухдорожечного модулирующего растра, установленного в фокальпой плоскости об.ьектива, и фотоприемник, включенный во время-импульсную электронную схему выделения сигнала рассогласования.

В предлагаемом устройстве для упрощения конструкции число штрихов растровых дорожек 71 и Z> модулирующего растра удовлетворяет условию (Zl — Е ) ((Zl, а фотоприсмник соединен через избирательный усилитель, настроенный на частоту /т,, равную

/ус — пр! (з1 — зд) > где ир — скорость вращения растра, с одним нз входов фазоизмерительной схемы, второй вход которой соединен с выходом связанного с модулирующим растром генератора опорного сигнала.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема описываемого устройства; на фиг. 2 — схема расположения дорожки модулятора; на фиг.

3 — форма сигнала.

Устройство состоит из источника света 1, конденсора 2, прямоугольной призмы 3, вращающегося лимба 4 с растровыми концентрически»ll дорожками 5 и 6 и кодовой дорожки 7, объектива 8, контрольного элемента— зеркала 9, диафрагмы 10 с прямоугольной щелью, копденсора 11, фотоприемника 12, двигателя 13, усилителя 14, генератора опорного сигнала, состоящего из точечного источника света 15, фотоприемника 16, усилителя 17, фазоизмеритсльпого устройства 18 и индикато10 ра 19.

На непрозрачной грани призмы 3 выполнена прозрачная точечная марка, установленная против внешней растровой дорожки 5 лимба

4. Зазор между гранью ll поверхностью лимба

15 делается мпнимальшям. Растровые дорожки 5 и 6 лимба состоят из разного количества радиальных прозрачных и непрозрачных штрихов. Внешняя растровая дорожка 5 лимба является модулирующей и состоит из прозрач20 пых штрихов. Растровая дорожка 6, осуществляющая сканирование автоколлпмационного изображения точечной марки, состоит из прозрачных штрихов, причем число штрихов растровы., -дорожек Zl u Zg удовлетворяет усло25 вию:

Кодовая дорожка 7, которая модулирует изображение точечного источника опорного сиг30 нала, состоит из одинаковых прозрачных и

402733

20

Зо

40 непрозрачных радиальных полос, общее количество которых выбирается в зависимости от разности штрихов (Zi — Ег).

Свет от источника 1 через конденсор 2 освещает прозрачную марку призмы 3, и, пройдя через прозрачный штрих модулирующей дорожки 5, попадает в объектив 8. Вышедший из объектива 8 пучок лучей отражается от подвижного зеркала 9 и снова попадает в объектив 8 под небольшим углом смещения, достаточным для того, чтобы автоколлимационное изображение светящейся марки оказалось на сканирующей дорожке б лимба 4 в прсдслак прямоугольной щели диафрагмы 10 (фиг.

2), Затем автоколлимационное изображение с помощью конденсора 11 проецируется на фотоприемник 12.

При вращении лимба 4 синхронным электродвигателем 13 световой поток, попавший на фотоприемник 12, модулируется двумя кодовыми дорожками 5 и 6 по двум частотам fi u

f2> пропорциональным числу штрихов 21 и Ег.

В результате модуляции и сканирования светящейся марки световой поток, попавший на фотоприемник 12, будет иметь вид, показанный на фиг. 3, причем период повторения этого сигнала будет зависеть от разности штрихов Z и Z2 и определяться по формуле

1. э.с.—

Удв(й с2) где f „— частота вращения лимба.

При смещении автоколлимационного изображения на величину ро, равную шагу сканирующей растровой дорожки Хо, рабочий сигнал

U(t) сместится по оси ot на полный период, т. е. на величину:

< э.с. — e.c.

Если за начало отсчета выбрать такое положение зеркала 9, при котором автоколлимационное изображение светящейся марки совпадает с осью, проходящей через центр вращения лимба 4, середину прямоугольной щели диафрагмы 10 и центр светящейся марки призмы 3, то смещение автоколлимационного изображения относительно начальной оси в пределах прямоугольной щели диафрагмы вызывает фазовый сдвиг рабочего сигнала э с на величину ++ — . При этом положение то2 чечного источника генератора опорного сигнала выбирается таким образом, чтобы при начальном положении зеркала разность фаз между опорным и полезным сигналами на выкоде избирательнык усилителей 14 и 17, настроенных на частоту f. f â.. (Z — Уг), рави ял ось нул ю.

Полезный и опорный сигналы поступают в фазоиз мерительное устройство 18, которое формирует сигнал, пропорциональныи углу наклона зеркала.

Предмет изобретения

Фотоэлектрическое устройство для определения углового положения объекта, например автоколлиматор, содержащее источник излучения, объектив, двухдорожечный модулирующий растр, одна из дорожек которого определяет частоту прерывания излучения, и фотоприемник, включенный в электронную схему, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в нем число штрихов растровых дорожек Z< и Лг удовлетворяет условию: (3 — z ) ((я а фотоприемник соединен через избирательный усилитель, настроенный на частоту /у„ равную

1,с — ир ) (з, e) где пр — скорость вращения растра, с одним из входов фазоизмерительной схемы, второй вход которой соединен с выходом связанного с модулирующим растром генератора опорного сигнала.

402733

Фиг. 2

Фиг.3

Составитель С. Степанова

Техред T. Курилко

Редактор С. Хейфиц

Корректор Е. Михеева

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 505,/2 Изд. № 2051 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5