RU2030710C1

RU2030710C1 - Device of angle measuring instrument for reading by limbs

Info

Publication number: RU2030710C1
Authority: RU
Inventors: Т.П. Добрынина; В.В. Карасев; В.А. Лавров; Т.П. Старцев
Original assignee: Добрынина Татьяна Петровна; Карасев Вадим Вадимович; Лавров Вадим Анатольевич; Старцев Тимофей Петрович
Priority date: 1989-11-09
Filing date: 1989-11-09
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: optical instrumentation engineering. SUBSTANCE: device includes microscope, two objective lenses with common focal plane, three reflecting elements located in vertexes of right-angled isosceles triangle and diaphragm. Objective lenses are put on leg of triangle. Plane of diaphragm is matched with common focal plane of objective lenses. Two reflecting elements in the form of right-angled prisms with one reflecting face are arranged either on one of legs or on hypotenuse of triangle and third reflecting element has even number of reflecting faces. If first two reflecting elements are placed on leg of triangle then third element is manufactured in the form of pentaprism with optical length of path of rays equal to optical length of path of rays in one of right-angled prisms located at vertex of triangle. Diaphragm is positioned on other leg of triangle. If first two reflecting elements are located on hypotenuses of triangle then third reflecting element is fabricated in the form of two similar hemipentaprisms mounted in symmetry in vertex of right angle of triangle and diaphragm is put in vertex of right angle and is located between hemipentaprisms. EFFECT: improved authenticity of measurements. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к геодезическим угломерным приборам. The invention relates to optical instrumentation, in particular to geodetic goniometric devices.

Известные устройства для отсчета по лимбам угломерных приборов имеют оптические схемы, ход лучей в которых пересекает вертикальную и горизонтальную оси вращения, что не позволяет уменьшать габариты угломерных приборов. При огибании оси вращения по трем сторонам прямоугольника в теодолитах вводят не менее двух дополнительных призм, что делает систему более сложной и трудоемкой в изготовлении. Known devices for counting on the limbs of goniometric devices have optical schemes in which the ray path intersects the vertical and horizontal axis of rotation, which does not allow to reduce the dimensions of the goniometric devices. When the axis of rotation is enveloped on three sides of the rectangle, at least two additional prisms are introduced into theodolites, which makes the system more complex and laborious to manufacture.

Известно устройство для отсчета по лимбам угломерных приборов, где огибание оси вращения производится по двум сторонам равнобедренного прямоугольного треугольника. В вершинах этого треугольника установлены три прямоугольные призмы, а между ними два объектива проекционной системы, сопрягающей деления двух диаметрально противоположных участков лимба. Недостатком такого устройства является то, что штрихи первого участка лимба строятся проекционной системой и перемещаются ортогонально штрихам второго участка лимба и отсчет определяется по месту пересечения штрихов. A device for counting on the limbs of goniometric devices, where the envelope of the axis of rotation is made on two sides of an isosceles right triangle. Three rectangular prisms are installed at the vertices of this triangle, and between them are two lenses of a projection system that conjoins the division of two diametrically opposite sections of the limb. The disadvantage of this device is that the strokes of the first portion of the limb are built by the projection system and move orthogonally to the strokes of the second portion of the limb and the reference is determined at the intersection of the strokes.

В другом известном устройстве прямоугольная призма, установленная в вершине прямого угла треугольника, выполнена с крышей. Это создает разворот изображения штрихов первого участка лимба на 90^o и штрихи двух диаметрально противоположных участков лимба оказываются параллельными друг другу, что позволяет использовать высокоточное отсчитывание известными способами.In another known device, a rectangular prism mounted at the apex of the right angle of the triangle is made with a roof. This creates a reversal of the image of the strokes of the first portion of the limb by 90 ^o and the strokes of two diametrically opposite sections of the limb are parallel to each other, which allows the use of high-precision reading by known methods.

Недостатком известного устройства является использование крыши в прямоугольной призме, что вызывает двоение изображения и снижение точности отсчитывания. Кроме того, в известном устройстве на отсчете сказывается биение плоскости лимба относительно оси вращения прибора. A disadvantage of the known device is the use of a roof in a rectangular prism, which causes a double image and a decrease in the accuracy of reading. In addition, in the known device on the countdown affects the beating of the plane of the limb relative to the axis of rotation of the device.

Целью изобретения является повышение точности отсчитывания за счет исключения двоения изображения и создания телецентрического хода лучей. The aim of the invention is to increase the accuracy of counting due to the elimination of double image and create a telecentric path of the rays.

Указанная цель достигается усовершенствованием известного устройства для отсчета по лимбу угломерного прибора, содержащего микроскоп, выполненный с возможностью оптического сопряжения с диаметрально противоположными участками лимба через два объектива с общей фокальной плоскостью, и три отражательных элемента, расположенных в вершинах прямоугольного равнобедренного треугольника. Два отражательных элемента выполнены в виде прямоугольных призм с одной отражающей гранью, причем один из них расположен в вершине треугольника, противолежащей первому катету. Кроме того, устройство снабжено диафрагмой, плоскость которой совмещена с общей фокальной плоскостью объективов, а третий отражательный элемент выполнен с четным числом отражающих поверхностей, две из которых составляют угол в 45^o. Третий отражательный элемент может быть выполнен в виде пентапризмы с оптической длиной хода лучей, равной оптической длине хода лучей в первом отражательном элементе, и установлен в вершине треугольника, противолежащей второму катету, а диафрагма размещена на одном из катетов. Третий отражательный элемент может быть выполнен в виде двух равных частей пентапризмы, разделенной по биссектрисе угла 45^o, обращенных друг к другу плоскостями раздела и расположенных симметрично относительно высоты треугольника, а диафрагма установлена между ними. Плоскости раздела частей пентапризмы могут быть склеены друг с другом, а диафрагма выполнена в виде покрытия на плоскости раздела одной из частей пентапризмы.This goal is achieved by improving the known device for reading the dial of a goniometric device containing a microscope, made with the possibility of optical pairing with diametrically opposite sections of the dial through two lenses with a common focal plane, and three reflective elements located at the vertices of a right-angled isosceles triangle. Two reflective elements are made in the form of rectangular prisms with one reflective face, and one of them is located at the apex of the triangle opposite the first leg. In addition, the device is equipped with a diaphragm, the plane of which is combined with the common focal plane of the lenses, and the third reflective element is made with an even number of reflective surfaces, two of which make an angle of 45 ^o . The third reflective element can be made in the form of a pentaprism with an optical path length equal to the optical path length of the rays in the first reflective element, and is installed at the apex of the triangle opposite the second leg, and the diaphragm is placed on one of the legs. The third reflective element can be made in the form of two equal parts of the pentaprism, separated by a bisector of an angle of 45 ^o , facing each other by section planes and located symmetrically relative to the height of the triangle, and a diaphragm is installed between them. The separation plane of the parts of the pentaprism can be glued to each other, and the diaphragm is made in the form of a coating on the separation plane of one of the parts of the pentaprism.

Изобретение иллюстрируется двумя примерами исполнения, изображенными на фиг.1 и 2. The invention is illustrated by two examples of execution, shown in figures 1 and 2.

Свет от источника (не показан) проходит лимб 1, первую прямоугольную призму 2, первый объектив проекционной системы 7(1). Отражательный элемент, расположенный в вершине прямоугольного равнобедренного треугольника, состоит из второй прямоугольной призмы 3 (фиг.1) или из двух полупентапризм 4 и 5 (фиг. 2). Свет проходит диафрагму 6 и через второй объектив 7(2) проекционной системы попадает в третий отражающий элемент, которым является пентапризма 8 (фиг.1) или вторая прямоугольная призма 3 (фиг.2). Далее свет идет через второй участок лимба 1 в микроскоп 9. Light from a source (not shown) passes through limb 1, the first rectangular prism 2, the first lens of the projection system 7 (1). A reflective element located at the top of a rectangular isosceles triangle consists of a second rectangular prism 3 (Fig. 1) or two half-prism 4 and 5 (Fig. 2). The light passes through the diaphragm 6 and through the second lens 7 (2) of the projection system enters the third reflective element, which is the pentaprism 8 (figure 1) or the second rectangular prism 3 (figure 2). Next, the light goes through the second part of the limb 1 into the microscope 9.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Объективы 7(1) и 7(2) строят изображения штрихов участка лимба, прилегающего к первой прямоугольной призме, в плоскости штрихов второго, диаметрально противоположного, участка лимба, примыкающего к микроскопу отсчетной системы 9. При этом штрихи второго участка лимба и изображения штрихов первого участка лимба параллельны друг другу. В варианте исполнения, изображенном на фиг.1, при поворотах лимба 1 штрихи диаметрально противоположных участков лимба смещаются навстречу друг друга. Они могут участвовать в коинцидентном способе отсчитывания по лимбу. В варианте исполнения, изображенном на фиг.2, одиночные штрихи первого участка лимба 1 могут быть наложены на штрихи второго участка лимба, образуя биссекторы, и при поворотах лимба 1 смещаются совместно. Сдвоенные штрихи могут участвовать в биссекториальном способе отсчитывания по лимбу. Lenses 7 (1) and 7 (2) plot the strokes of the limb section adjacent to the first rectangular prism in the plane of the strokes of the second, diametrically opposite, limb section adjacent to the microscope of the reference system 9. In this case, the strokes of the second limb section and the image of the strokes of the first Plots of the limb are parallel to each other. In the embodiment shown in Fig. 1, when the dial 1 is rotated, the strokes of the diametrically opposite sections of the dial are shifted towards each other. They can participate in a co-incidental limb counting method. In the embodiment depicted in FIG. 2, single strokes of the first portion of the limb 1 can be superimposed on the strokes of the second portion of the limb, forming bisectors, and when the limbs 1 are rotated, they are shifted together. Double strokes can participate in the bisectorial method of counting along the limb.

За счет установки диафрагмы 6 в плоскости совмещения фокусов объективов 7(1) и 7(2) устройство имеет телецентрический ход лучей, за счет чего на точности отсчитывания не сказываются биения плоскости лимба относительно плоскости, ортогональной оси вращения. Отсутствие крышеобразных поверхностей отражения исключает влияние двоения изображений штрихов. By setting the diaphragm 6 in the plane of alignment of the foci of the lenses 7 (1) and 7 (2), the device has a telecentric ray path, due to which the beating of the limb plane relative to the plane orthogonal to the axis of rotation does not affect the reading accuracy. The absence of roof-shaped reflection surfaces eliminates the effect of ghosting of strokes.

Claims

1. DEVICE FOR REPORTING ON THE LIMB OF AN UNDERGROUND DEVICE containing a microscope made with the possibility of optical conjugation with two diametrically opposite sections of the limb through two lenses with a common focal plane and three reflective elements located at the vertices of a rectangular isosceles triangle, two reflective elements in the form of rectangular prisms with one reflecting face, one of which is located at the apex of the triangle opposite the first leg, characterized in that, in order to increase the accuracy of reading, it is equipped with a diaphragm, the plane of which is combined with the common focal plane of the lenses, and the third reflective element is made with an even number of reflective surfaces, two of which make an angle of 45 ^o .

2. The device according to claim 1, characterized in that the third reflective element is made in the form of a pentaprism with an optical path length equal to the optical path length of the rays in the first reflective element and is installed at the apex of the triangle opposite the second leg, and the diaphragm is placed on one of legs of the triangle.

3. The device according to claim 1, characterized in that the third reflective element is made in the form of two equal parts of the pentaprism, divided by a bisector of an angle of 45 ^o , facing each other by section planes and located symmetrically with respect to the height of the triangle, and the diaphragm is installed between them.

4. The device according to p. 3, characterized in that the cut planes of the parts of the pentaprism are glued to each other, and the diaphragm is made in the form of a coating on the interface of one of the parts of the pentaprism.