SU1019235A1

SU1019235A1 - Twisting angle measuring device

Info

Publication number: SU1019235A1
Application number: SU772785022A
Authority: SU
Inventors: Григорий Айзикович Фельдман; Владимир Александрович Соловьев; Назырбек Рустамбекович Юсупбеков; Дилавер Прусов
Priority date: 1977-06-26
Filing date: 1977-06-26
Publication date: 1983-05-23

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени углов скручивани и относительного разворота деталей.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the twist angles and the relative rotation of the parts.

Изв естны устройства дл измерени углов скручивани , использующие принципиальную схему пол риметра СОНедостатками устройства вл ютс невысока чувствительность из-за использовани незначительной части светового потока и невысока точность измерений, обусловленна тем, что вс информаци о контролируемом параметре содержитс в первой гармонической составл ющей тока фотоприемника , нарастание которой с увеличением скручивани происходит от носительно медленно.The devices for measuring torsion angles using the concept of the Cimeter polarimeter and the device’s residual devices are low sensitivity due to the use of an insignificant part of the luminous flux and low measurement accuracy due to the fact that all information about the monitored parameter is contained in the first harmonic component of the photoreceiver current, the increase of which with increasing twisting occurs relatively slowly.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл измерени углов скручивани , содержащее последовательно установленные источник линейно-пол ризованного излучени , модул тор, компенсатор, анализатор и фотоприемник и блок регистрации, подключенный к выходу фотоприемника. Оптическа ось анализатора развернута под углом 5° к плоскости пол ризацииС23.The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a device for measuring torsion angles containing sequentially installed sources of linearly polarized radiation, a modulator, a compensator, an analyzer and a photodetector and a recording unit connected to the output of the photodetector. The optical axis of the analyzer is rotated at an angle of 5 ° to the polarization plane of the C23.

К недостаткам известного устгройства относитс невысока чувствительность , обусловленна пoтep м светового потока и необходимостью поддерживать сдвиг по фазе модул торов , (авным 180°, так как люба неточность или нестабильность фазировки резко вли ет иа точность измерени ,The disadvantages of the known device are the low sensitivity due to the light flux and the need to maintain a phase shift of the modulators, (as good as 180 °, since any inaccuracy or instability of phasing is very affected by the measurement accuracy,

Цель изобретени - повышение чувствительности устройства и точности измерений.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the device and measurement accuracy.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл измерени углов скручивани снабжено дво копреломл ющей призмой, установленной между модул тором и компенсатором, а анализатор развернут так, что его плоскость пол ризации расположена под углом tS к плоскости пол ризации дво копреломл ющей призмы.This goal is achieved in that the device for measuring twist angles is equipped with a double-pronged prism installed between the modulator and compensator, and the analyzer is deployed so that its plane of polarization is at an angle ts to the plane of polarization of the double-pronged prism.

На чертеже изображена блок-схема устройства дл измерени углов скручивани .The drawing shows a block diagram of a device for measuring torsion angles.

Устройство содержит источник 1 линейно-пол ризованного налу зни (лазер ), модул тор 2, дво копреломл ю . щую 3t компенсатор k, анализатор 5, фотоприемник 6 и блок 7 регистрации. Элементы 1-3 и t-S закреплены на контролируемых детал х. Модул тор 2 может быть выполненThe device contains a source of 1 linearly polarized line (laser), a modulator 2, a duplicator. 3t compensator k, analyzer 5, photodetector 6, and block 7 registration. Elements 1-3 and t-S are fixed on controlled parts. Modulator 2 can be performed

5 по типу известных электрооптических модул торов, работающих на линейном или квадратичном электрооптическом эффекте. Дво копреломл юща призма 3 может, например, представл ть со бой блок из кальцита, отколотый по плоскост м спайности. Такой блок дает два луча, пол ризованных в пер- , пендикул рных плоскост х и смещенных друг относительно друга. Компенсатор 4 может быть выполнен с использованием чейки Фараде или компенсацию можно производить путем механического доворота анализатора 5. Блок 7 регистрации предназначен дл 5 by the type of known electro-optical modulators operating on a linear or quadratic electro-optical effect. A double-rifling prism 3 may, for example, be a block of calcite, split along the cleavage planes. Such a block produces two beams, polarized in perpendicular planes and offset from each other. The compensator 4 can be performed using a Farad'e cell or compensation can be made by mechanically turning the analyzer 5. The registration unit 7 is designed for

0 измерени электрического сигнала, управл ющего компенсатором 4, Анализатор 5 развернут так, что его плоскость пол ризации расположена под углом 5 к плоскости пол ризации0 measuring the electrical signal controlling the compensator 4, the analyzer 5 is deployed so that its plane of polarization is at an angle of 5 to the plane of polarization

5 призмы 3.5 prisms 3.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

.. ..

Свет источника 1, пройд модул тор 2 и дво копреломл ющую призму 3, выходит в виде двух световых потоков с равными переменными част . ми ф и ф, пол ризованных в перпендикул рных плоскост х. При этом каж5 Дый из световых потоков содержит набор гармонических составл ющих, кратных основной частоте модул цииш. Так как эти световые гютоки модулиро-, противофазе, то кажда из гарQ моиических составл ющих одного потока ( Ф) имеет парную гармоническую составл ющую во втором потоке (1), модулированную в противофазе и ортогонально пол ризованную. ПослеThe light of source 1, the pass modulator 2 and the duplicating prism 3, comes out in the form of two light fluxes with equal variable particles. mi f and f polarized in perpendicular planes. At the same time, each of the light fluxes contains a set of harmonic components that are multiples of the fundamental modulation frequency. Since these light hyutocs are modulated, antiphased, each of the harmonic components of one stream (F) has a pair of harmonic components in the second stream (1), which is modulated in antiphase and orthogonally polarized. After

-анализатора 5, совмещающего п оскости пол ризаций обоих световых потоков , амплитуды их переменных частей в соответствии с законом Малюса равны еби Ф cos (90°-оО , где сС- угол между плоскостью пропускани анализатора 5 V плоскост ми пол ризации дво копреломл ющей призмы 3. Суммарна переменна составл кмца светового потока составл ет S4 Фсо8 2оС, т.е, прио6 45 (исходное положение) в токе фотоприемника отсутствуют все переменные составл ющие. При развороте контролируемых деталей относитель3 1019235. 4analyzer 5, combining the polarity of both light fluxes, the amplitudes of their variable parts in accordance with the Malus law are equal to efi f cos (90 ° oo, where сС is the angle between the transmittance plane of the analyzer 5 V polarization planes of the double-refractive prism 3. The total variable component of the light flux is S4 ФСО8 2оС, i.e., at 45 45 (initial position) in the current of the photodetector, all variable components are absent. When turning the monitored parts relative 3 1019235. 4

но исходного положени в токе фото-измеренна блоком 7, пропорциональприемника 6 возникают переменныена углу скручивани , but the initial position in the current of the photo-measured unit 7, the proportional receiver 6, there are variable on the angle of twist,

составл ющие .(сигналы рассогласо-8 данном устройстве в св зи сcomponents (mismatch signals-8 to this device in connection with

вани ), значени которых нараста-повышением стабильности фазировкиvani), the values of which increase by increasing the stability of phasing

ют приравных углах скручивани 5 овышаетс точность измерени угзначительнр быстрее, чем в извест-лов скручивани , а более полноеequal angles of twist 5 increase measurement accuracy angularly faster than in the known twist, and more complete

ном устройстве Этот сигнал исполь-использование исходного световогоNominal device This signal is used using the original light source.

эуетс дл управлени компенсато-потока позвол ет значительно увеличитьTo control the compensated flow, it is possible to significantly increase

ром , восстанавливаю1«4М первона-рассто ние между контролируемыми детачальное условие Величина сиг-to л ми и проводить измерени в услови х г rum, restore 1 "4M prime-distance between controlled detail condition Size sig-tols and take measurements under conditions of

нала .необходимого дл компенсации,худшей прозрачности атмоЬферы.necessary for compensation, the worst transparency of the atmosphere.

Claims

DEVICE FOR MEASUREMENT ;.

TURNING ANGLES, which contains ^: a linearly polarized radiation source, a modulator, a compensator, an analyzer and a photodetector and a recording unit connected to the output of the photodetector, which is characterized in that, in order to increase the sensitivity of the device and the measurement accuracy, it is equipped with a birefringent prism installed between the modulator and the compensator, and the analyzer is deployed so that its plane of polarization is located at an angle of 45 ° to the planes of polarization; g birefringent prism.

SU, 1019235