Фотоэлектрический двухкоординатный автоколлиматор

 

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВУХКООРДВДАТНЫЙ АВТОКОЛПИМАТОР, содержащий оптически Связанные осветитель, коллиматорньй объектив, круговую диафрагму и пару протяженных фотоприемников , длина которых больше их ширины, установленных в фокальной плоскости коллиматорного объектива, оптический клин с приводом, зеркало, связываемое с объективом, и блок обработки сигналов, входы которого подключены к фотоприемникам, отличающий с я тем, что, с целью повьшения точности измерения, он снабжен второй парой протяжёниых фотоприемни-. ков, длина которых больше их ширины, подключенных ко входам блока обработки сигналов, фотоприемники, входящие в каждую из пар, расположены симметрично по обе стороны от круговой ,, . диафрагмы, протяженные стороны фото (Л приемников лежат на двух прямых перпендикулярных одна другой, точка пег-ресечения которых совпадает с центром круговой диафрагмы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 5П 4 G 01 В 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Патент США 11р 2890671, кл ° . 356-.152, 1959.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3451461/18-28 (22) 11.06 ° 82 (46) 30.05 ° 88. Вюл. 11р 20 (71) Научно-исследовательский институт.прикладной математики и кибернетики при Горьковском государствен. ном университете им. Н.И.Лобачевскон го (72) А.Н.Егорычев, А.А.Потапов и Л.С.Привер (53) 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 468089, кл. G Ol В 11/26, 1973. (54)(57) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВУХКООРДИНАТНЫЙ АВТОКОЛЛИИАТОРр содержащий оптически связанные осветитель, коллиматорный объектив, круговую диаф„„SU„„1073572 А рагму и пару протяженных фотоприемников, длина которых больше их ширины, установленных в фокальной плоскости коллиматорного объектива, оптический клин с приводом, зеркало, связываемое с объективом, и блок обработки сигналов, входы которого подключены к фотоприемникам, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен второй парой протяженных фотоприемников, длина которых больше их ширины, подключенных ко входам блока обработки сигналов, фотоприемники, входящие в каждую из пар, расположены симметрично по обе стороны от круговой;, . @ диафрагмы, протяженныЕ стороны liloTa- (/1 приемников лежат на двух прямых, перпендикулярных одна другой, точка пе-.. {„», ресечения которых совпадает с центром круговой диафрагмы.

1073572

Изобретение относится к измерит тельной технике и может быть использовано для измерения углового положения различных объектов.

Известен фотоэлектрический двухкоординатный автоколлиматор, содержащий оптически связанные осветитель, коллиматорный объектив, пару фотоприемников, установленных в фокальной плоскости коллиматорного объектива, оптический клин, зеркало, связанное с объектом, Недостатком этого устройства яв, ляются ограниченные функциональные 15 возможности, связанные с возможностью измерения только вращающихся объектов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является фо- 20 тоэлектрический двухкоординатный автоколлиматор, содержащий оптически связанные осветитель, коллиматорный объектив, круговую диафрагму и пару протяженных фотоприемников, длина 25 которых больше их ширины, установлен" ных в фокальной плоскости коллиматорного объектива, оптический клин с приводом, зеркало, связываемое с объективом, и блок обработки сигна- 3р лов, входы которых подключены к фотоприемникам.

Однако указанное устройство имеет недостаточную точность измерения, вызываемую невысокой технологичностью конструкции.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что фотоэлектрический двухкоординат- 40 ный автоколлиматор, содержащий оптически связанные осветитель, коллима-. торный объектив, круговую диафрагму и пару протяженных фотоприемников, длина которых больше их ширины, уста- 45 новленных в фокальной плоскости коллиматорного объектива, оптический клин с приводом, зеркало, связываемое с объективом, и блок обработки сигналов, входы которого подключены к фотоприемникам, снабжен второй парой протяженных фотоприемников, дли— на которых больше их ширины, .подключенных ко входам блока обработки сигналов, фотоприемники, входящие в каждую из пар, расположены симметрично

55 по обе стороны от круговой диафрагмы,протяженные. стороны фотоприемников лежат на двух прямых, перпендикуляр1 ных одна другой, точка пересечения которых совпадает с центром круговой диафрагмы.

На фиг.l представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.l; на фиг.3 — функциональная схема блока обработки сигналов; на фиг.4 — временная диаграмма сигналов, снимаемых с фотоприемников.

Автоколлиматор состоит из источника 1 света, конденсатора 2, круговой диафрагмы 3, коллиматорного объектива

4, фотоприемников 5-8, расположенных крестообразно вокруг круговой диафрагмы 3 и соединенных с входами блока 9 обработки сигналов, оптического кли-. на 10, расположенного между круговой диафрагмой 3 и коллиматорным объективом 4, связанного с приводом ll по.".. лупрозрачной пластины 12, поворотного экрана 13, зеркала 14 и зеркала 15, связанного с объектом.

Блок 9 обработки сигналов состоит из двух ветвей, каждая из которых содержит усилители 16 и 17, пиковые детекторы 18 и 19 с встроенными делителями напряжения, входы которых подключены к выходам усилителей 16 и

17, компараторы 20 и 21, входы которых подключены к выходам усилителей

16 и 17 и пиковых детекторов 18 и 19, блока 22 измерения временных интерва-. лов и триггера 23, входы которых подключены к выходам компараторов 20 и 21.,и интегратора 24, вход которого подключен к триггеру 23 °

Автоколлиматор работает следующим образом, Изображение источника 1 света переносится конденсатором 2 в плоскость круговой диафрагмы 3, изображение которой с помощью оптического клина

10, вращаемого приводом 11, коллиматорного объектива 4, зеркала 15, свя -. занного с объектом,.строится в обратном..ходе в фокальной плоскости коллиматорного объектива 4, в которой установлены фотоприемники 5-8. С фотоприемников 5-8 снимаются импульсные сигналы, которые поступают в блок

9 обработки сигналов. Сигналы, снимаемые с фотоприемников 6 и 8 усиливаются усилителями 16 и 17, с выхода которых поступают на первые входы компараторов 20 и 21, на вторые входы которых поступают сигналы с пико-.. вых детекторов 18 и 19, амплитуды ко-.

10735 .торых связаны с максимальным значениI ем сигналов, снимаемых с усилителей

16 и 17. На выходе компараторов 20 и

21 формируются импульсы, временные

5 интервалы (фиг.4) между которыми связаны с положением, изображения кру-, говой диафрагмы,.относительно круговой диафрагмы 3, положение которого связано с положением зеркала 15, т.е 10 с угловым положением объекта.

Дпя малых углов наклона зеркала

15 угол наклона еС определяется из соотношения а о ., — ь

» — - » (1) . 2 (,, + 0 где фС вЂ” угол отклонения пучка лучей, осуществляющих изображения круговой диафрагмы 3 при перпендикулярном положении 20 зеркала 15 относительно оси коллиматорного объектива 4» ф

,,ь .- временные интервалы между импульсами, снимаемыми с фотоприемников 6 и 8. : 25

Временные интервалы обрабатываются согласно выражению (1) блоком

72

22 измерения временных интервалов, который формирует сигнал, пропорциональный угловому положению объекта.

Сигналы с выхода компараторов 20 и

2 1 подаютая также на входы триггера

23, с выхода которого прямоугольные сигналы поступают на вход интегратора 24 ° При наклоне зеркала 15 изменяется скважность сигналов на .выходе триггера 23, которая преобразуется интегратором 24 в постоянное напряжение, величина которого связана с уг.ловым положением объекта, При уста ковке нуля устройства экран 13 закрывает зеркало 15 и открывает зеркало

14. Изображение круговой диафрагмы

3 строится в плоскости фотоприемников 5-8 с помощью полупрозрачной пластины 12 и неподвижного зеркала

14. При этом производится настройка нулей блока 22 измерения временных интервалов и интегратора 24 °

Использование предложенного изобретения позволяет повысить точность измерения,. упростить конструкцию и . юстировку автоколлиматора.

Фиа 2

1073572

Корректор В.Бутяга

Техред M.Дидык

Редактор Н.Сильнягина

Тираж 680

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 3387

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4