Устройство контроля малых угловых смещений

 

Устройство относится к измерительной технике, содержит источник когерентного излучения, механический преобразователь, оптический блок из отражателей и светоделителя и регистратор. Механический преобразователь выполнен в виде фрикционной передачи из ведущего колеса, ось вращения которого скреплена с объектом, и двух ведомых дисков, оси вращения которых расположены на прямой, параллельной нормали к плоскости светоделителя. Отражатели по одному установлены на ведомых дисках и оптически связаны со светоделителем, установленным на держателе. За счет упрощения юстировки элементов оптического блока устройства повышается достоверность контроля. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых смещений объектов различного назначения.

Известно устройство контроля малых угловых смещений, содержащее источник света и последовательно расположенные по ходу пучка лучей светопрозрачный диск, коэффициент прозрачности которого изменяется вдоль одной из осей декартовой системы координат, и два фотоэлектронных преобразователя, включенных в мостовую схему [1].

Выходной сигнал известного устройства при угловом смещении объекта изменяется по нелинейному закону, что снижает точность контроля.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство контроля малых угловых смещений, содержащее источник когерентного излучения и последовательно расположенные по ходу пучка лучей механический преобразователь в составе держателя, ось вращения которого предназначена для скрепления с объектом, оптический блок в составе первого отражателя, установленного в держателе механического преобразователя, двух светоделителей, установленных с обеспечением перпендикулярной ориентации биссектрисы угла между ними относительно оптической оси устройства, и второго отражателя, оптически связанного с внешними гранями светоделителей и установленного с обеспечением совмещения его нормали с биссектрисой угла между светоделителями, и регистратор [2].

Оптический блок известного устройства предназначен для формирования второго пучка лучей и отклонения его от оптической оси устройства в направлении, противоположном направлению отклонения механическим преобразователем первого пучка. Это позволяет повысить точность контроля, однако наличие оптического блока, не все элементы которого механически связаны с объектом, требует тщательной настройки (юстировки), влияющей на достоверность контроля.

Задача изобретения - повышение достоверности контроля.

Решение поставленной задачи заключается в том, что в устройстве контроля малых угловых смещений, содержащем источник когерентного излучения и последовательно расположенные по ходу пучка лучей механический преобразователь, оптический блок в составе отражателей и светоделителя, установленного в держателе, и регистратор, механический преобразователь выполнен в виде фрикционной передачи из ведущего колеса, ось вращения которого предназначена для скрепления с объектом, и двух ведомых дисков, оси вращения которых расположены на прямой, параллельной нормали к плоскости светоделителя, а отражатели по одному установлены на ведомых дисках и оптически связаны со светоделителем.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 когерентного излучения (лазер) и последовательно расположенные по хода пучка лучей механический преобразователь с оптическим блоком 2 и регистратор 3. Механический преобразователь выполнен в виде фрикционной передачи из ведущего колеса 4 и двух ведомых дисков 5 и 6, а в состав оптического блока включены отражатели 7 и 8 и светоделитель 9.

Ось ведущего колеса 4 предназначена для скрепления с объектом (не показан), а оси ведомых дисков 5-6 расположены на прямой, параллельной нормали к плоскости светоделителя 9. Отражатели 7-8 по одному установлены на дисках 5-6 и оптически связаны со светоделителем 9.

Устройство работает следующим образом.

Световой пучок J₀ лучей лазера 1, попадая на светоделитель 9, делится последним на два пучка J₁ и J₂. Первый из указанных пучков направляется в сторону отражателя 7, второй - отражателя 8. В исходном положении контролируемого объекта (ведущего колеса 4) отражатели 7-8 ориентированы таким образом, что их плоскости образуют между собой прямой двугранный угол, поэтому световые пучки J₁ и J₂ на обратном пути от отражателей 7-8 совмещаются светоделителем 9 и в плоскости регистратора 3 формируют одно световое пятно.

Угловое смещение объекта (не показан) приводит к повороту ведущего колеса 4 на угол . При этом ведомые диски 5-6 с установленными на них отражателями 7-8 повернутся на угол , превышающий угол на величину, равную отношению диаметров ведущего колеса 4 и ведомых дисков 5-6. В результате симметричные световые пучки сформируют в плоскости регистратора 3 два световых пучка, линейное расстояние 2l между которыми будет пропорционально углу 4 .

Таким образом, как видно из показанной на чертеже функциональной схемы, за счет упрощения юстировки элементов оптического блока устройства (по сравнению с прототипом) повышается достоверность контроля.

Источники информации: 1. Патент Японии N 57-5287, кл. G 01 B 11/26.

2. Патент Японии N 57-8403, кл. G 01 B 11/26.

Формула изобретения

Устройство контроля малых угловых смещений, содержащее источник когерентного излучения и последовательно расположенные по ходу пучка лучей механический преобразователь, оптический блок в составе отражателей и светоделителя, установленного в держателе, и регистратор, отличающееся тем, что механический преобразователь выполнен в виде фрикционной передачи из ведущего колеса, ось вращения которого предназначена для скрепления с объектом, и двух ведомых дисков, оси вращения которых расположены на прямой, параллельной нормали к плоскости светоделителя, а отражатели по одному установлены на ведомых дисках и оптически связаны со светоделителем.

РИСУНКИ

Рисунок 1