Фотоэлектрический способ контроля углового положения излучателя и устройство для его осуществления
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения и контроля углового положения излучателя. Целью изобретения является повышение помехозащищенности и точности в условиях воздействия фона помех и шумов , а также погрешностей раствора анализатора изображения. Цель в способе достигается благодаря тому, что измеряют среднеквадратические значения электрических сигналов, сформированных при взаимно противоположных направлениях анализа изображения излучателя, и их взаимную корреляционную функцию, а разность фаз анализируемых сигналов вычисляют по зависимости. В устройстве цель достигается путем включения в его конструкцию коррелятора, электрически связанного с усилителями, двух измерителей среднеквадратических значений сигналов, подключенных к усилителям, и вычислителя значения 2 с.п.ф-лы, 1 ил. С/) С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
1733923 А1 (!9) (1» (s»s G 01 В 11/26
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
/ а (21) 4787229/28 (22) 07.12.89 (46) 15.05.92, Бюл. ¹ 18 (71) Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (72) В.П. Солдатов (53) 531.743 (088.8) (56) Катыс Г,П. Восприятие и анализ оптической информации автоматической системой. M., Машиностроение, 1986, с. 70.
Авторское свидетельство СССР
¹ 565210, кл, 6 01 В 11/26, 1973. (54) ФОТОЭЛЕКТРYi×ЕСКИЙ СПОСОБ
КОНТРОЛЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ИЗЛУЧАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения и контроля углового положения
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения и контроля углового положения излучателя.
В настоящее время для этих целей используются различные амплитудные, импульсные и фазовые фотоэлектрические способы и устройства, Основным их недостатком является слабая помехозащищенность при воздействии помех и шумов и низкая точность из-за погрешностей растра анализатора изображения.
Ближайшим аналогом предла аемого способа является фазовый способ контроля углового положения излучателя, заключающийся в том, что раздвоенные иэображения излучателя анализируют во взаимно противоположных направлениях и об угловом поизлучателя. Целью изобретения является повышение помехозащищенности и точности в условиях воздействия фона помех и шумов, а также погрешностей раствора анализатора изображения, Цель в способе достигается благодаря тому, что измеряют среднеквадратические значения электрических сигналов, сформированных при взаимно противоположных направлениях анализа изображения излучателя, и их взаимную корреляционную функцию, а разность фаз анализируемых сигналов вычисляют по зависимости, В устройстве цель достигается путем включения в его конструкцию коррелятора, электрически связанного с усилителями, двух измерителей среднеквадратических значений сигналов, подключенных к усилителям, и вычислителя значения. 2 с.п,ф-лы, 1 ил, ложении излучателя судят по разности фаз р анализируемых оптических сигналов. !
Ю () Ближайшим аналогом предлагаемого устройства является устройство, реализующее этот способ. Оно содержит последовательно расположенные объектив, светоделительный блок, состоящий из двух прямоугольных призм, полупрозрачная гипотенузная гран од11ой из которых приклеена к катетной грани другой призмы, зеркала, дисковый радиально-секторный анализатор изображения, взаимно противоположные участки растра которого расположены на пути раздвоенных пучков лучей, фотоприемники, установленные в этих пучках лучей, электрически связанные с усили1733923 телями, и подключенный к ним регистратор разности фаз.
Основным недостатком указанного способа контроля углового положения излучения является слабая помехозащищенность при работе в условиях воздействия фонов, шумов и помех. Слабая помехозащищенность может провести к понижению точности и даже к потере работоспособности, Основным недостатком устройства является понижение точности вследствие технологических погрешностей растра анализатора изображения, Целью изобретения в способе является повышение точности, Фотоэлектрический способ контроля углового положения излучателя заключается в том, что формируют два изображения излучателя, анализируют их во взаимно противоположных направлениях, формируют оптические сигналы и об угловом положении судят по разности фаз оптических сигналов, измеряют среднеквадратические значения о1 и о2 сформированных электрических сигналов и их взаимную корреляционную функцию К1-2, а разность фаз определяют по зависимости
К1 — 2
p = arccos
П1 02
На чертеже представлено фотоэлектрическое устройство, реализующее способ.
Фотоэлектрическое устройство для контроля углового положения излучателя содержит последовательно расположенные объектив 1, светоделительный блок 2, два плоских зеркала 3 и 4, установленных в ходе соответственно каждого из отраженных потоков, анализатор 5 изображения, например, радиально-секторный, два фотоприемника 6 и 7, расположенных в каждом из потоков, два усилителя 8 и 9, установленных за каждым из фотоприемников 6 и 7, входы которых связаны с выходами фотоприемников, два измерителя 10 и 11 среднеквадратических значений электрических сигналов, входы которых связаны соответственно с каждым из усилителей, коррелятор 12, вход которого связан с выходами усилителей 8 и 9, и вычислитель 13, вход которого связан с выходами коррелятора 12 и измерителей 10 и 11 среднвквадратических значений сигналов.
Способ реализуется следующим образом. При изменении углового положения «2 излучающего объектива относительно оптической оси объектива 1 возникает сдвиг фаз р потоков Ф1 (c) и
Ф2(т). модулируемых анализатором 5 изображения, пропорциональный величине контролируемого угла а, Коррелятор 12 измеряет за интервал времени Т взаимную
5 корреляционную функцию К1-2 сигналов
01(с) и U2(t), возникающих на выходе усилителей 8 и 9, а вычислитель 13 вычисляет сдвиг фаз р этих сигналов по формуле
10 K1 — г у = arccos
О1 02
Значение контролируемого угла а определяют по вычисленному сдвигу фаз р из следующего соотношения а= р, 360
20 где Qo — угловой размер прозрачного штриха растра анализатора изображения, При осуществлении предлагаемого способа контроля углового положения излучателя изменения амплитуд оптическ сигналов, вызванные воздействием помех, фона и шумов, практически не оказывают влияния на измеряемую разность фаз р.
Формула изобретения
1. Фотоэлектрический способ контроля углового положения излучателя, заключающийся в том, что формируют два изображения излучателя, анализируют их во взаимно противоположных направлениях, преобразуют оптические сигналы в электрические, а об угловом положении излучателя судят по разности фаз электрических сигналов, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с
40 целью повышения точности, измеряют среднеквадратические значения о1 и о2 сформированных электрических сигналов и их взаимную корреляционную функцию
К1-2, а разность фаз определяют по зависи45 мости
К1 — 2
p = arccos
0 1 02
5р 2. Устройство для контроля углового по. ложения излучателя, содержащее последовательно расположенные объектив, светоделительный блок, два плоских зеркала, установленных в ходе соответственно каждого из отраженных потоков, анализатор изображения, два фотоприемника, расположенных в каждом из потоков, два усилителя, установленных за каждым из фотоприемников, входы которых связаны с выходами фотоприемников, и регистратор, о т1733923
35
45
Составитель В.Солдатов
Редактор Н,Сильнягина Техред М.Моргентал Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö
Заказ 1662 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 л ича ю щееся тем,что,сцельюповышения точности контроля, оно снабжено двумя измерителями среднеквадратических значений электрических сигналов, входы которых соответственно связаны с каждым из усилителей, коррелятором, вход которого связан с выходом усилителей, и вычислителем, вход которого связан с выходами коррелятора и измерителей среднеквадра5 тических значений сигналов.
