SU1007512A1 - Фотоэлектрическое устройство дл определени перемещений объекта - Google Patents

Description

S1 Изобретение относитс  к области высокоточного измерени  рассто ний и перемещений как при ирщенерногеодезических работах, так и при определе11ии положени  и ргчзмеров объектов при металлообработке и дру ,гих подобных процессах. Широко известны разнообразные фотоэлектрические оптические и проекционные дальномеры фокусирующего типа, основанные на опредехгении плоскости резкого изображени  объекта построенного оптической С5-1стемой Г1, 21. Эти устройства реализуютс  с использованием подвижных элементов а именно диафрагм, модул торов, отслеживаюпщх положение плоскости резкого изображени . Поэтому они оказываютс  достаточно сложными в технвло гическом отношении и весьма громоздкими . Наиболее близким к изобретению,  вл етс  фотоэлектрическое устройство дл  определе1п-1  перемеБ(ений объекта, содержащее передающую оптическую систему дл  формировани  светового п тна на поверхности объекта и приемную систему дл  построени  изображени  светового п тна на фотоприемнике , установленном неподвиж Ю вблизи плоскости резкого изображени , соответствующего фиксированног-гу рассто нию до объекта, и подключен юм к одному из входов ,фазового детектора , другой вход которого соеди нен С выходом генератора переменного напр жени , управл ющего уздом перефокусировки изображени  светового п тна, выполненным на основе оптического элемента, измен ющего свои параметры при приложении электрического напр жени  f3 . В этом устройстве отслеживание плоскости резкости заменено сканиро ванием предметной плоскости с помоП1ью узла перефокусировки, передающей системы, а положение плоскости, дл  которой резкое изображение совпадает с плоскостью неподвижной диа фрагмы, установленной перед фотоприемником , определ етс  фазовым сдвигом, регистрируемьм на фазовом детекторе. Однако и в этом устфой™ стве возможности повышени  точности определени  ограничены тем, что на фотоприемнике регистрируетс  изменение светового потока, прошедшего диафрагму. 22 Цель изобретени  - повышег-ше точ ности определени  при использовании. теневого метода регистрации. Достигаетс  цель благодар  тому, что узел перефокусировки введен в приемную систему, а перед фотоориемником установлен непрозрачный экран, размер и форма которого соответствуют сфокусированному изображению светового п тна, наход щегос  на известном фиксированном рассто нии. В предпочтительном варианте.выполнени  устройства узел перефокусировки может быть вьтолнен на основе гибкого зеркала переменной кривизны , конструкци  и возможности практического применени  которого извест ны 4, 51. На фиг, 1 изображена оптическа  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 функциональна  блок-схема устройства. Световбй поток от источника света 1 проходит через собирающую линзу 2 и через зеркала 3 и 4 направл  етс  на поверхность объекта 5, смещение которого следует определить. Ширина и сходимость светового пучка выбраны так, что на объекте получаетс   рко свет гцеес  п тно. Изображение п тна при помощи рефлектора 6 и контрреф- лектора 7 строитс  на непрозрачном экране 8, имеющем вид диска, диаметр которого равен диаметру пучк,. в месте установки этого диска. Так как диск непрозрачньш, сбет на фотоприемник 9 не падает. При изменении рассто ни  до объекта изображение свет щегос  п тна будет расфокусированным, его размеры увеличатс  и станут больше размера непрозрачного экрана, на фотоприемник попадет свет. Приемник 9 излучени  подключен к входу фотоусилител  10, с выхода которого сигнал подаетс  на фазовьй детектор 11. На другой вход фазового детектора подаетс  сигнал с генератора напр жени  12 и этот же сигнал подаетс  на контррефлектор 7. Б устройстве расфокусировка (а следовательно, и сканирование по дальности ) осуществл етс  при помощи гибкого зеркала 7, вьтолн ющего функции контррефлектора и включенного в маг татную цепь электромагнита. При подаче в электромаг1шт переменного тока зеркало 7 мен ет свой радиус кривив3100 ны, проход  последовательно фазы вогнутого, плоского и выпуклого зеркала . Сравнива  фазу управл ющего сигнала и сигнала с фотоприемника 9, можно определить изменение рассто ни  до объекта 5. Сравнеьдае осуществл етс  при помопщ фазового детекто .ра 11. . Аналитическа  оценка точности показала , что эта точность определ етс  Ю 24 погрешност ми определени  фазы сигнала . Дл  отечественньк фазометров эта погрешность составл ет 0,03% от рабочего диапазона определ емых дальностей. Результаты опытной проверки макета устройства подтверждают возможность получени  высокой точности определени  смещений.

11

ю

Claims (2)

1. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА, содержащее передающую оптическую систему для формирования светового пятна на поверхности объекта и приемную систему для построения изображения светового пятна на фото приемнике, установленном неподвижно вблизи плоскости, резкого изображения, соответствующего фиксированному расстоянию до объекта, и подключенном к одному из входов фазового .детектора, другой вход которого соединен с выходом генератора переменного напряжения, управляющего узлом перефокусировки изображения светового пятна, выполненным на основе оптического элемента, изменяющего свои параметры при приложении электрического напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определений при использовании теневого метода регистрации, узел перефокусировки введен в приемную систему, а перед фотоприемником установлен непрозрачный, экран, размер и форма которого соответствуют сфокусированному изображению светового пятна, находящегося на известном · фиксированном расстоянии.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что' узел перефокусировки выполнен на основе гибкого зеркала переменной кривизны.

SU ,..,1007512 ί

1007'512