SU1054681A1

SU1054681A1 - Phonoelectric goniometer

Info

Publication number: SU1054681A1
Application number: SU823456861A
Authority: SU
Inventors: Виктор Петрович Солдатов; Виктор Валерьевич Гущин
Original assignee: Московский Ордена Ленина Институт Инженеров Геодезии,Аэрофотосъемки И Картографии
Priority date: 1982-06-24
Filing date: 1982-06-24
Publication date: 1983-11-15

Description

о елabout ate

4;ii4; ii

оabout

00 Изобретение относитс к измерительной технике и может быть применен дл контрол отклонений по двум координатам 8 прибор.о- и машиностроении и в геодезии. Известен фотоэлектрический угломер , содержащи.й приемный объектив, барабанный модул тор, ось вращени которого расположена параллельно оптической оси объектива светоделительиый блок, размещенный внутри ба рабана модул тора, и дел щий световой поток от объектива на две ветви, фотоприемники, установленные в разделенных ветв х светового потока снаружи по отношению к барабану модул тора , генератор опорного напр жени и фазоизмерительные блоки, подключенные соответственно к выходам приемников излучени и генератора опорного напр жени . В известном yi- ломере дл поворота одного из двух образованных при помощи светоделител изображений на 90° используетс призм с крышей С 1 3 НедостатЬк известного угломера погрешность измерени , обусловленна неперпендикул рностью раздвоенных изо бражений из-за неточности изготовлени и установки призмы с крышей и CBe тоделительного блока. Цель изобретеУни - повышение точности измерений и упрощение юстировки угломера за счет устранени погрешнос тей, обусловленных неперпендикул рностью раздвоенных изображений. Поставленна цель достигаетс тем, что фотоэлектрический угломер, содержащий приемный объектив, барабанный модул тор, ось вращени которого расположена параллельно оптической оси объектива, светоделительный блок, раз мещенный внутри барабана модул тора и дел щий световой поток от объектива на две ветви, фотопр.иемники, установленные в разделенных ветв х светового потока снаружи по отношению к барабану модул тора, генератор опорного напр жени и фазоизмерительные блоки, подключенные соответственно к выходам фотоприемников и генератора опорного напр жени , снабжен двум призмами Пехана, установленными в разделенных ветв х светового потока между светоделителем и барабаном модул тора и повернутыми вокруг своих оптических осей относительно главных сечений соответственно на углы f d-2 где о(-2- углы поворота, необхоSl димые дл компенсации наклонов изобра жений, вызванных технологическими погрешност ми светоде ительного бло- . ка и призм Пехана. На фиг.1 изображена принципиальна оптическа схема фотоэлектрического угломера; на фиг.2 - расположение обоих изображений в плоскости модул тора. Устройство содержит объектив 1, светоделительный блок 2, две 3 и Пехана, барабанный модул тор 5 с двигателем, три фотоприемника 6, 7 и 8 излучени , источник 9 излучени , три усилител 10, 11 и 12 и два фазоизмерительных блока 13 и 14. Светоделительный блок 2 составлен из двух пр моугольных призм, полупрозрачна гипотенузна грань первой из которых склеена с катетной гранью другой, и расположен внутри модул тора 5 выполненного в виде барабана, на боковой поверхности которого нанесен растр фиг. 2 ) в виде чередующихс одинаковых прозрачных и непрозрачных участков. Входна катетна грань светоделительного блока 2 перпендикул рна оптической оси объектива 1. Призмы 3 и Пехана установлены между светоделительным блоком 2 и боковой поверхностью барабанного модул тора 5. Их оптические оси совпадают с отклоненными на 90° светоделительным блоком ос ми раздвоенных пучков лучей Одна из призм Пехана развернута вокруг ее оптической оси на угол 5 ± Ло относительно главного сечени , а друга - на угол ± ДоС2 где .cL углы поворота, необходимые дл компенсации наклонов изображени , обусловленных погрешност ми изготовлени и установки светоделительного блока 2 и призм 3 и Пехана. Толщины призм 3 и 4 Пехана выбраны из услови равенства оптических путей от входной грани светоделительного блока 2 до барабанного модул тора 5. Вместо призм 3 и Пехана можно использовать призмы Дове. Фотоприемники 6 и 8 излучени установлены вдоль соответствующих ocef за модул тором 5- Источник 9 излучени и приемник 8 излучени образуют генератор опорных напр жений (опорный канал )и расположены соосно по разные стороны модул тора 5- Приемники 6 и 8 излучени подключены к усилител м 10 и 11 соответственно, а последние - к фазоизмерительным блокам 13 и 1. На другие входы этих блоков подключен усилитель 11, к вхо ду которого подключен фотоприемник 8 излучени . Прибор работает следующим образом Изображени излучател стро тс на боковой роверхности барабанного модул тора 5 .8 двух диаметрально про тивоположных точках его кругового сечени -, причем одно из изображений повернуто относительно другого на угол 3Q° При нулевом рассогласовании фазы сигналов в всех трех фотоприемников излучени одинаковы. Смещени излучател относительно оптической оси в произвольном направлении вызы вают смещени его изображений, перпендикул рные лини м растра, равные соответствующим проекци м с и г . (фиг.2), Вследствие этого разность фаз Л сигнала в одном из каналов относительной фазы опорного сигнала измен етс на величину, пропорциональную ,Гу, а разность фаз нала другого канала - на величину, пропорциональную Ру . Поэтому -- J . - ...,.- , . Л Ч,, КоС X 1 ЛН,, KoL, посто нный коэффициент пропорциональности; ci-x ° составл ющие углового смещени излучател вдоль координатных осей X и У соответственно . Указанные разности фаз измер ютс ,. с помощью блоков 13 и Н. , Включение в конструкцию угломера двух призм Пехана позвол ет упростить юстировкуИ увеличить точность измерений за счет устранени погрешностей, обусловленных неперпендикул рностью раздвоенных изображений цели, которые у псототипа даже при малых технологических допусках на светоделительный блок и призму с крышей могут составл ть несколько секунд. Указанные под грешности компенсируют соответствую- . щим дополнительным поворотом призм вокруг их оптических осей на углы udL и доСг,. Технологические допуски на изготовление и сборку светоделительного блока и призм Пехана снижаютс по сравнению с прототи|1ом в несколько раз.00 The invention relates to a measurement technique and can be applied to control deviations in two coordinates 8, an instrument. - mechanical engineering and in geodesy. A photoelectric protractor containing a receiving lens, a drum modulator, whose axis of rotation is located parallel to the optical axis of the lens, a beam-splitting unit located inside the modulator drum, and dividing the light flux from the lens into two branches, photodetectors installed in divided branches the luminous flux from the outside of the modulator drum, the reference voltage generator and the phase-measuring blocks connected respectively to the outputs of the radiation receivers and the reference voltage generator eni In the well-known yomelomer, prisms with a roof C 1 3 are used to rotate one of the two images formed using a beam splitter by 90 °. The known protractor has a lack of measurement error due to the non-perpendicularity of the bifurcated images due to the inaccuracy of the prism with the roof and CBe block. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and simplify the adjustment of the goniometer by eliminating errors caused by the non-perpendicularity of the bifurcated images. The goal is achieved by the fact that a photoelectric protractor containing a receiving lens, a drum modulator, the axis of rotation of which is located parallel to the optical axis of the lens, a beam-splitting unit, placed inside the drum of the modulator and dividing the light flux from the lens into two branches mounted in separated light flux branches outside the modulator drum, a reference voltage generator and phase-measuring units connected respectively to the outputs of photodetectors and a generator of the reference voltage, equipped with two Pekhan prisms installed in divided branches of the light flux between the beam splitter and the modulator drum and rotated around their optical axes relative to the main sections, respectively, at angles f d-2 where o (-2 are the angles of rotation required to compensate for the inclinations of images caused by the technological errors of the LEDs of the power supply unit and Pekhan prisms. Figure 1 shows a basic optical circuit of a photoelectric protractor; Figure 2 shows the arrangement of both images in the modulator plane. The device contains a lens 1, a beam-splitting unit 2, two 3 and Pekhan, a drum modulator 5 with an engine, three photoreceivers 6, 7 and 8 radiation, a radiation source 9, three amplifiers 10, 11 and 12 and two phase-measuring units 13 and 14. unit 2 is composed of two rectangular prisms, the semitransparent hypotenuse, the face of the first of which is glued to the other side of the catheter face, and is located inside the modulator 5 of the drum-like shape, on the side surface of which a raster of FIG. 2) in the form of alternating identical transparent and opaque areas. The inlet catheter face of the beam-splitting unit 2 is perpendicular to the optical axis of lens 1. Prisms 3 and Pekhan are installed between the beam-splitting unit 2 and the side surface of the drum modulator 5. Their optical axes coincide with the split beam of the beam split at 90 ° by the beam-splitting unit. rotated around its optical axis at an angle of 5 ± Lo relative to the main section, and another at an angle of ± DoC2 where .cL are the angles of rotation required to compensate for image tilt due to the errors of Fitting and copulating-splitting unit 2 and prisms 3 and Peha. The thickness of prisms 3 and 4 of Pehan is chosen from the condition of equality of optical paths from the input face of the beam-splitting unit 2 to the drum modulator 5. Instead of the prisms 3 and Pehan, you can use Dowe prisms. The radiation photoreceivers 6 and 8 are installed along the corresponding ocef after the modulator 5- The radiation source 9 and the radiation receiver 8 form a voltage generator (reference channel) and are coaxially on opposite sides of the modulator 5- The radiation receivers 6 and 8 are connected to amplifiers 10 and 11, respectively, and the latter - to phase-measuring units 13 and 1. An amplifier 11 is connected to the other inputs of these blocks, to the input of which is connected a photodetector 8 of the radiation. The device works as follows. The emitter images are built on the lateral surface of the drum modulator 5 .8 of two diametrically opposite points of its circular cross section - one of the images rotated relative to the other by an angle of 3 °. With zero phase error the signals are the same in all three photodetectors of radiation. Offsets of the radiator relative to the optical axis in an arbitrary direction cause displacements of its images, perpendicular to the lines of the screen, equal to the corresponding projections c and g. (FIG. 2) As a result, the phase difference L of the signal in one of the channels of the relative phase of the reference signal changes by an amount proportional to Gu, and the phase difference of the other channel changes by an amount proportional to Py. Therefore - j. - ..., .-,. L H ,, KoC X 1 LN ,, KoL, constant proportionality coefficient; ci-x ° are the components of the angular displacement of the radiator along the x and y coordinate axes, respectively. The indicated phase differences are measured,. using blocks 13 and N. The inclusion in the design of the protractor of two prisms Pekhan allows you to simplify alignment and increase the measurement accuracy by eliminating errors caused by non-perpendicular split bifurcation of the target, which can even make a few seconds. Specified under the error compensate for the corresponding-. additional rotation of the prisms around their optical axes at the angles of udL and doSg ,. Technological tolerances for the manufacture and assembly of the Péhanh beam splitting unit and prisms are reduced several times compared with prototype one.

yy

0.0

I - /(OHOflI - / (OHOfl

V /tOHOflV / tOHOfl

A/i гA / i g

Claims

A PHOTOELECTRIC ANGLE METER containing a receiving lens, a drum modulator, the axis of rotation of which is parallel to the optical axis of the lens, a beam splitter placed inside the modulator drum and dividing the light flux from the lens into two branches, photodetectors installed in separated branches of the light flux outside with respect to the modulator drum , the reference voltage generator and phase measuring units connected respectively to the outputs of the photodetectors and the reference voltage generator, different t m, that, in order to improve the accuracy of measurements and simplify the adjustment of the goniometer, it is equipped with two Pehan prisms installed in separated branches of the light flux between the beam splitter and the modulator drum and rotated around their optical axes relative to the main sections by angles of 45 ± οί and + where οί ^ and d-2 ~ I ^g l ^s rotation necessary to compensate for the image tilt, thank you; called technological errors' beam splitting unit and pehan prisms.

Q (9

1654681