SU1113671A1 - Device for measuring angular displacements - Google Patents

Device for measuring angular displacements Download PDF

Info

Publication number
SU1113671A1
SU1113671A1 SU823435348A SU3435348A SU1113671A1 SU 1113671 A1 SU1113671 A1 SU 1113671A1 SU 823435348 A SU823435348 A SU 823435348A SU 3435348 A SU3435348 A SU 3435348A SU 1113671 A1 SU1113671 A1 SU 1113671A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
stator
rotor
circle
unit
photodetectors
Prior art date
Application number
SU823435348A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Всеволод Германович Бурачек
Николай Иванович Овчар
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2038
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-2038 filed Critical Предприятие П/Я В-2038
Priority to SU823435348A priority Critical patent/SU1113671A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1113671A1 publication Critical patent/SU1113671A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содер жащее статор и ротор, осветите,пьную систему , установленную на статоре, отражательный блок, закрепленный на роторе, п плоских зеркал, установленных на статоре, и регистрирующий блок, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени . оно снабжено п светоделительными элементами , установленными по кругу на статоре, отражательный блок выполнен в виде m угол-, ковых отражателей, закрепленных по кругу в плоскости, перпендикул рной оптнческой оси устройства с угловым интервалом 360°/т, и выполненных в виде двух скрепленных вершинами трехгранных углов, регистрирующий блок выполнен в виде п фотоприемников , установленных на статоре, каждый из фотоприемннков оптически св зан с соответствующим светоделительным элементом, осветительный блок выполнен в виде п источннков излучени , а источники излучени , плоские зеркала, светоделительные элементы и уголковые отражатели образуют m + двухлучевых интерферометров. (Л 00 -е а ч -3A DEVICE FOR MEASURING ANGULAR DISPLACEMENTS containing a stator and a rotor, light up, a foam system mounted on the stator, a reflection unit mounted on the rotor, n flat mirrors mounted on the stator, and a recording unit that is different in that . it is equipped with n beam-splitting elements mounted in a circle on the stator, the reflective unit is made in the form of m angle-mounted reflectors mounted in a circle in a plane perpendicular to the optical axis of the device with an angular interval of 360 ° / t, and made in the form of two fastened with the tops of triangular corners, the registering unit is made in the form of n photodetectors mounted on the stator, each of the photodetectors is optically coupled with the corresponding beam-splitting element, the lighting unit is made in the form of n light sources to radiation, and radiation sources, flat mirrors, and beam splitter cube corner reflectors m + form two-beam interferometer. (L 00-e h -3

Description

Изобретение Относитс  к датчикам угла , используемым в приборостроении дл  ав томатического контрол  угловых перемещений объекта. Известно автоколлимациониое устройство дл  измерени  угловых перемещений, содержащее жестко св занный с провер емым объектом поворотный з ркальный элемент , выполненный в виде многогранника, и автоколлнматоры, расположенные в одной плоскости, перпендикул рной оси вращени  многогранника на проход щих через нее радиусах векторах, центральный угол между которыми обратно пропорционален произведению числа граней многогранника на удвоенное число .автоколлиматоров, уменьшенное на единицу (I). Недостатками известного устройства  вл ютс  невысока  точность измерений, определ ема  автоколлимацнонными измерительными каналами и их ориентацией, и ограниченный диапазон измерений (измерени  могут проводитьс  только в дискретных точках круга). Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  угловых перемещений , содержащее статор и ротор, осветительную систему, установленную на статоре , отражательный блок, закрепленный на роторе, п-плоских зеркал, установленных на статоре, и регистрирующий блоках . Недостатком этого устройства  вл етс  невысока  точность измерений, определ ема  точностью визирной системы и погрешност ми изготовлени  рабочих поверхностей при многократном отражении световых лучей . Цель изобретени  - повышение точности измерени . Указанна  цель достигаетс  тем, что уст.ройство дл  измерени  угловых перемещений , содержащее статор и ротор, осветительную систему, установленную на статоре, отражательный блок,закрепленный на роторе, п плоских зеркал, установленных на статоре, и регистрирующий блок, снабжено п светоделительными элементами, установленными по кругу на статоре, отражательный блок выполнен в виде m уголковых отражателей, закрепленных по кругу в плоскости, перпендикул рной оптической оси устройства с угловым интервалом 360°/т. и выполненных в виде двух скрепленных вершинами трехгранных углов, регистрирующий блок выполнен в виде п фотоприемников, установленных на статоре, каждый из фотоприемников оптически св зан с соответствующим светоделительным элементом, осветительный блок выполнен в виде п источников излучени , а источники излучени , плоские зеркала , светолелительные элементы и yi-плковые отрг1жатели образукТ m -t 1 двухлучевь х интерферометров. На фиг. I представлена схема устройства; на фиг. 2 -- схема включени  фотоприемников . Устройство дл  измерени  угловых перемещений содержит ротор 1 (фиг. 1), статор 2, осветительную систему, установленную на статоре 2 и выполненную в виде п источников 3 излучени , отражательный блок в виде m уголковых отражателей 4, закрепленных по кругу в плоскости, перпендикул рной оптической оси устрюйства с угловым интервалом 360°/т, и выполненных в виде двух скрепленных вершинами трехгранных углов, п плоских зеркал 5, установленных на статоре 2, датчик 6 угла, п светоделительных элементов 7, установленных по кругу на статоре 2, регистрирующий блок в виде п фотоприемников 8, установленных на статоре 2, каждый из фотоприемников 8 оптически св зан с соответствующим светоделительным элементом 7, а источники 3 излучени , плоские зеркала 5 светоделительные элементы 7 и уголковые отражатели 4 образуют m -f 1 двухлучевых интерферометров, блок 9 обработки информации. Устройство на примере одного из общего числа m -|- 1 двухлучевых интерферометров работает следующнм образом. Световой пучок от источника 3 излучени  попадает на светоделительный элемент 7 и делитс  на два: первый, пройд  светоделительный элемент 7, попадает на первый отражатель 4, второй, отразившись от него и зеркала 5, попадает на второй- диаметрально противоположный. Отразившись от уголкового отражател  4 и пройд  светоделительный элемент 7, два пучка образуют нестационарную интерференционную картину при повороте ротора 1. Интерференционные полосы регистрируютс  фотоприемником 8, с которого сигналы поступают в блок 9 обработки информации. После обработки одного из интерферометров блок 9 обработки информации отключает поступление от него сигналов и подключаетс  следующий, имеющий угловую разностьПосле поочередной обработки всех интерферометров ротор поворачиваетс  на угол 45°. В дальнейшем операции поочередного счета полос интерферометрами повтор ютс  до полного замыкани  круга, а количество полос , зарегистрированных каждым интерферометром , суммируетс  блоком обработки информации . Работа на данном устройстве проводитс  в два этапа. На первом этапе провод т поочередный счет полос каждым интерферометром до полного замыкани  круга и определ ют цену делени  одной полосы в угловых единицах (суммарное количество полос соответствует углу 36П°). На втором этапе осуществл ют измерение требуе.мого угла noBopoia объекта (приThe invention relates to angle sensors used in instrumentation for the automatic control of the angular movements of an object. An autocollimation device for measuring angular displacements is known, which contains a rotary mirror element rigidly connected with the object under test, made in the form of a polyhedron, and autocolumnators located in one plane perpendicular to the axis of rotation of the polyhedron on the vectors passing through it, the vectors which is inversely proportional to the product of the number of faces of the polyhedron and the doubled number of autocollimators, reduced by one (I). The disadvantages of the known device are the low accuracy of measurements determined by the autocollimating measuring channels and their orientation, and the limited range of measurements (measurements can be carried out only at discrete points of the circle). Closest to the invention is a device for measuring angular movements, comprising a stator and a rotor, an illumination system mounted on the stator, a reflection unit mounted on the rotor, n-flat mirrors mounted on the stator, and a recording unit. A disadvantage of this device is the low accuracy of measurements, which is determined by the accuracy of the sighting system and the errors in the manufacture of working surfaces upon repeated reflection of light rays. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. This goal is achieved by the fact that a device for measuring angular displacements comprising a stator and a rotor, an illumination system mounted on the stator, a reflection unit mounted on the rotor, n flat mirrors mounted on the stator, and a registering unit are equipped with n beam-splitting elements, mounted in a circle on the stator, the reflective unit is made in the form of m corner reflectors mounted in a circle in a plane perpendicular to the optical axis of the device with an angular interval of 360 ° / ton. and made in the form of two triangular corners fastened with vertices; elements and yi-plunger openings of the T m -t 1 two-beam interferometer. FIG. I shows the scheme of the device; in fig. 2 is a circuit for turning on photodetectors. A device for measuring angular movements contains a rotor 1 (Fig. 1), a stator 2, an illumination system mounted on a stator 2 and made in the form of n radiation sources 3, a reflection unit in the form of m corner reflectors 4 fixed in a circle in a plane perpendicular the optical axis of the device with an angular spacing of 360 ° / t, and made in the form of two three-sided corners fastened with vertices, n flat mirrors 5 mounted on the stator 2, an angle sensor 6, n beam-splitting elements 7 mounted in a circle on the stator 2, recording The first block in the form of p photodetectors 8 mounted on the stator 2, each of the photodetectors 8 is optically coupled with the corresponding beam-splitting element 7, and the radiation sources 3, flat mirrors 5 beam-splitting elements 7 and corner reflectors 4 form m-f 1 dual-beam interferometers, block 9 information processing. The device, using the example of one of the total number m - | - 1 of two-beam interferometers, operates as follows. The light beam from the radiation source 3 hits the beam-splitting element 7 and is divided into two: first, the beam-splitting element 7 passes, hits the first reflector 4, the second, reflected from it and mirror 5, falls on the second diametrically opposite one. Reflecting from the corner reflector 4 and passing the beam-splitting element 7, two beams form a non-stationary interference pattern when the rotor 1 is rotated. The interference bands are recorded by a photo-receiver 8, from which the signals come to the information-processing unit 9. After processing one of the interferometers, the information processing unit 9 cuts off the signals coming from it and the next one having an angular difference is connected. After the processing of all interferometers in turn, the rotor rotates through an angle of 45 °. Subsequently, the successive operations of counting the bands by interferometers are repeated until the circle is completely closed, and the number of bands recorded by each interferometer is summed by the information processing unit. Work on this device is carried out in two stages. At the first stage, an alternate counting of the bands by each interferometer is carried out until the circle is completely closed and the division price of one band in angular units is determined (the total number of bands corresponds to an angle of 36 °). At the second stage, the required noBopoia angle of the object is measured (at

этом объект жестко св зан с ротором), заключающеес  в счете полос в требуемом угловом диапазоне и определ ют его значени  в угловых единицах через цену делени  одной полосы, определенной на первом этапе.This object is rigidly connected with the rotor), which entails counting the strips in the required angular range and determines its values in angular units through the division price of one strip, determined in the first step.

Таким образом, с целью повышени  точности измерений на каждом из этапов учитываютс  поправки из-за криволинейности перемещени  уголковых отражателей, функционально завис щие от угла поворота контролируемого объекта и разностей длин волн источников излучени  и рассто ний между верщинами уголковых отражателей.Thus, in order to increase the accuracy of measurements at each stage, corrections are taken into account due to the curvilinear movement of the corner reflectors, functionally dependent on the angle of rotation of the object being monitored and the differences of the wavelengths of the radiation sources and the distances between the corners of the corner reflectors.

При выполнении радиусов поворотов дл  всех пар уголковых отражателей равновеликими их значение при обработке данных не учитываетс .When cornering radii are performed for all pairs of corner reflectors, their equal values are not taken into account when processing data.

Прнменение счета полос в диапазоне углов до 360° исключает необходимость измерени  радиусов вращени  уголковых отражателей и длины волны источника (источников ) излучени  и обеспечивает определение угловой цены делени  одной полосы через сумму полос одного оборота ротора поворот ротора на угол 360° контролируетс  с высокой степенью точностн автоколлиматором .The calculation of the counting of bands in the range of angles up to 360 ° eliminates the need to measure the radii of rotation of the corner reflectors and the wavelength of the source (s) of radiation, and determines the angular price of dividing one band through the sum of the bands of one rotor rotation, the rotation of the rotor through a 360 ° angle is controlled with a high degree of accuracy by an autocollimator .

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИИ, содер жащее статор и ротор, осветительную систему, установленную на статоре, отражательный блок, закрепленный на роторе, п плоских зеркал, установленных на статоре, и регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено п светоделительными элементами, установленными по кругу на статоре, отражательный блок выполнен в виде m уголковых отражателей, закрепленных по кругу в плоскости, перпендикулярной оптической оси устройства с угловым интервалом 360°/тп, и выполненных в виде двух скрепленных вершинами трехгранных углов, регистрирующий блок выполнен в виде η фотоприемников, установленных на статоре, каждый из фотоприемников оптически связан с соответствующим светоделительным элементом, осветительный блок выполнен в виде η источников излучения, а источники излучения, плоские зеркала, светоделительные элементы и уголковые отражатели образуют m -I- 1 двухлучевых интерферометров.DEVICE FOR MEASURING ANGULAR MOVEMENTS, containing a stator and a rotor, a lighting system mounted on a stator, a reflective unit mounted on a rotor, n flat mirrors mounted on a stator, and a recording unit, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurement, it equipped with n beam-splitting elements mounted in a circle on the stator, the reflective block is made in the form of m corner reflectors mounted in a circle in a plane perpendicular to the optical axis of the device with an angular interval of 360 ° / TP, and made in the form of two trihedral angles fastened by vertices, the recording unit is made in the form of η photodetectors mounted on a stator, each of the photodetectors is optically connected to a corresponding beam splitting element, the lighting block is made in the form of η radiation sources, and radiation sources, flat mirrors, beam splitting elements and corner reflectors form m -I-1 double-beam interferometers.
SU823435348A 1982-05-07 1982-05-07 Device for measuring angular displacements SU1113671A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823435348A SU1113671A1 (en) 1982-05-07 1982-05-07 Device for measuring angular displacements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823435348A SU1113671A1 (en) 1982-05-07 1982-05-07 Device for measuring angular displacements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1113671A1 true SU1113671A1 (en) 1984-09-15

Family

ID=21010829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823435348A SU1113671A1 (en) 1982-05-07 1982-05-07 Device for measuring angular displacements

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1113671A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101936710A (en) * 2010-08-10 2011-01-05 南通大学 Curve displacement transducer system and application thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 297863, кл. G ОГВ 11/26, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР № 757844, кл. G 01 В И/26, 1980 (прототип). *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101936710A (en) * 2010-08-10 2011-01-05 南通大学 Curve displacement transducer system and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1113671A1 (en) Device for measuring angular displacements
SU1269026A1 (en) Device for measuring irregularity of rotational speed
SU1388713A1 (en) Method of measuring angle of turn of article
SU1268947A1 (en) Interferometer of rotational shift
SU1089407A1 (en) Autocollimator
SU1384944A1 (en) Device for turning object
SU1364866A1 (en) Interference device for measuring angular displacements
SU1506269A1 (en) Interferometer for measuring angular and linear position of object
SU1597535A1 (en) Method of certifying pentagonal unit
SU1663416A1 (en) Interference device for measuring displacements of objects
SU1567870A1 (en) Interferometer for measuring linear values
SU1132147A1 (en) Laser displacement interferometer
SU1416864A1 (en) Device for measuring angular displacements of object
SU410243A1 (en)
SU1245878A1 (en) Interference protractor
SU1272107A1 (en) Object angular displacement optical sensor
JP2640892B2 (en) Measurement method of flying height of magnetic head
SU1756757A1 (en) Interferometer for measuring angles
SU1425434A1 (en) Interfercmeter for measuring linear displacements of object
SU1730531A1 (en) Two-axis displacement meter
SU1397718A1 (en) Interferometer for measuring linear quantities and index of refraction
SU700780A1 (en) Photoelectric autocollimation sensor of inclination angle
SU781560A1 (en) Displacement photosensor
SU1158860A1 (en) Interferometer for measuring angular position of object
SU1288498A1 (en) Interferometer