SU1116318A1

SU1116318A1 - Оптико-электронный угломер

Info

Publication number: SU1116318A1
Application number: SU833561180A
Authority: SU
Inventors: Юрий Борисович Парвулюсов; Николай Николаевич Тушканов; Рустам Габдуллович Сабиров
Original assignee: Московский Ордена Ленина Институт Инженеров Геодезии,Аэрофотосъемки И Картографии
Priority date: 1983-03-10
Filing date: 1983-03-10
Publication date: 1984-09-30

Abstract

1. ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ УГЛОМЕР , содержащий установленные последовательно объектив, компенсатор и анализатор изображени , два приемника излучени , два предварительных усилител , усилитель с фазовьм детектором, генератор опорного напр жени , лривод , датчик и выходное устройство, отличающийс , тем, что, с целью расширени диапазона измерений , он снабжен п - 1 коммутатором, h- 1 схемой совпадени и фазоинвертором , 11-2 приемниками излучени , П - 2 предварительньми усилител ми, анализатор изображени выполнен в ввде волоконно-оптического блока из VI световых жгутов, входные торцы которых имеют пр моугольное сечение и объединены в виде линейки, каждый из жгутов волоконно-оптического блока соединен с соответствующим приемником излучени , а выходы пЬследних с соответствующими предварительными усилител ми, входы каждой из ц - 1 схем совпадени соединены с предьщущим и последующим предварительными усилител ми , выходы схем совпадени соединены с первыми входами соответствующих коммутаторов, к второму входу каждогоиз которых подключен г,енератор опорного напр жени , а к третьему и четвертому - предьщущий и последующий предварительные усили i-j + 1 коммутаторов тели, выходы L уAJ lAWki fJftJi соединены между собой и подключены через фазоинвертор к первому входу усилител с фазовым детектором, к второму входу которого подключены (Л соединенные между собой выходы П- 1 коммутаторов, генератор опорного напр жени соединен с третьим входом усилител с фазовым детектором, выход последнего подключен к приводу, соединенному с компенсатором, выход которого соединен с датчиком, а вы9д ход последнего и выходы схем совпадеСО ни соединены с соответствующими входами выходного устройства. 2. Угломер по п. 1, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений, в волоконног оптическом блоке линейка, состо ща КЗ входных торцов световодных жгутов , профилирована по цилиндрической поверхности с радиусом, равным фокусному рассто нию объектива.

Description

I111

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, например, в геодез -ш, метрологии, машиностроении дл измерений угловых перемещений.

Известно устройство дл измерени малых УГЛОВЫХ смещений объекта, состо щее из оптически сопр женных плоского зеркала, св зываемого с объектом , и жестко св занного источника KorepetfTHoro излучени , второго плоского зеркала и регистрирующего блока , выполненного в виде пленочного волновода с призменным элементом св зи , волоконного мазаичного приемника и фотопреобразовател Л .

Известен также оптико-электронный угломер, содержащий установленные последовательно объектив, компенсатор и анализатор изображени , два приемника излучени , два предварительных усилител , усилитель с фазовым детектором, генератор опор ного напр жени , привод, датчик и выходное устройство. Анализатор выполнен в виде лризмы, дел щей изображение объекта на две части ZJ

Недостатком угломеров указанного типа вл етс небольшой диапазон измерений , уменьшающийс по мере повышени требуемой точности и св занный .с нелинейностью статической характеристики компенсатора.

Цель изобретени - расширение диапазона измерений.

Поставленна цель достигаетс тем, что оптиКо-электронный угломер, содержащий установленные последова- тельно объектив, компенсатор и анализатор изображени , два приемника излучени , два предварительных усилител , усилитель с фазовым детектором , генератор опорного напр жени , привод, датчик и выходное устройство , снабжен П - 1 коммутатором, И ехидой совпадени и фазоинвертором, П - 2 приемниками излучени , 11-2 предварительными усилител ми, анализатор изображени выполнен в виде волоконно-оптического блока из световодных жгутов, входные торцы которых имеют пр моугольное сечение и объединены в виде линейки, каждый из жгутов волоконно-оптическогоблока соединен с соответствующим .приемни- . ком излучени , а выходы последних соответствующими предварительными усилител ми , входы каждой из h - 1 схем

совпадени соединены с предыдущим и последующим предварительными усилител ми , выходы схем совпадени соединены с первьми входами соответствующих коммутаторов, к второму входу каждого из которых подключен генератор опорного напр жени , а к третьем и четвертому - предьщущий и последующий предварительные усилители, выходы ul + 1 коммутаторов соединены между собой и подключены через фазоинвертор к первому ходу усилител с фазовым детектором, к второму вход которого подключены соединенные между собой выходы 2 коммутаторов, генератор опорного напр жени соединен с третьим входом усилител - с фазвым детектором, выход последнего подключен кприводу, соединенному с компенсатором, выход которого соединен с датчиком, а выход последнего и выходы схем совпадени соединены с соответствующими входами выходного устройства.

Кроме того, с целью повышени точности измерений, в волоконно-оптическом блоке линейка, состо ща из входных Торцов световодных жгутов, профилирована по цилиндрической поверхности с радиусом, равным фокусному рассто нию объектива.

На чертеже изображена блок-схема оптико-электронного угломера.

Оптико-электронный угломер содержит объектив 1, компенсатор 2, анализатор ) 3 изображени , выполненный в виде волоконно-оптического блока иэ П световодных жгутов 4, входные тор цы жгутов имеют пр моугольное сечеии и объединены в виде .линейки, приемников 5 излучени , выходной торец каждого из жгутов волоконно-оптического блока соединен с соответствующим приемником 5 излучени , к выхо дам которого подключены h предварительных усилителей 6, 1 схему Совпадений, П- 1 коммутатор 8, генератор 9 опорного напр жени и усилитель с фазовым детектором 10, с выходами предьиущего и последующего предварительных усилителей 6 соединены схемы 7 совпадени , св занные с первыми входами коммутаторов 8, второй вход каждого коммутатора 8 подключен к генератору 9 опорного напр жени , а третий н четвертый к предьщущему и последующему предварительным усилител м 6.

31

Выходы + 1 коммутаторов 8 подключены непосредственно к усилителю с фазовым детектором 10, угломер содержит также привод 12, редуктор

13,датчик 14 и выходное устройство 15.

Выход усилител с фазовым детектором 10 св зан с приводом 12, св ,занным через редуктор 13 с компенсатором 2. Компенсатор 2 через кинематическую цепь соединен с датчиком

14,к которому подключено выходное устройство 15/ К последнему подключены также выходы схем 7 совпадени .

Угломер работает следующим образом .

Перемещение свет щегос объекта в плоскости измерений вызьшает смещение ею изображени в фокальной плоскости объектива 1, где расположен анализатор 3 изображени .

Изображение, попада на границу раздела входных торцов жгутов 4 анализатора в виде волоконно-оптического блока, делитс на две части. Световые потоки засвеченных торцов передаютс световодными жгутами 4 на соответствующие приемники 5 излучени . Сигналы с приемников 5 излучени усиливаютс предварительными усилител ми 6 и далее поступают на коммутаторы 8, попарно объедин ющие предварительные усилители 6 соседних приемников 5 излучени . В свази с тем, что соседние предварительные усилители 6 попарно объединены схемами 7 совпадени , включаютс те коммутаторы 8, которые объедин ют предварительные усилители 6 соседних засвеченных приемников 5 излучени . Электронна коммутаци обеспечиваетс подключениемвторого входа каждого комг утатора 8 к генератору 9 опорного напр жени .

Сигналы с коммутаторов 8 подаютс на усилитель с фазовым детектором 10 При этом возникает необходимость учета знака рассогласовани . Если считать , что рассогласовани в правой половине пол анализатора 3 имеют знак +, а в левой -, то направлени компенсации их должны быть противоположными . Поэтому сигналы от, правой половины пол должны быть

63184

протиБофазны сигналам от левой половины . При этом фазовые соотношени дл центра пол аналогичны фазовым соотношени м дл части пол , которой 5 присвоен знак +. Вследствие этого выходы коммутаторов 8 объединены в две группы. Перва объедин ет +1 коммутаторов 8 и подключаетс к первому входу усилител с фазовым де10 Iтектором 10 через фазоинвертор 11. .Втора группа объедин ет коммутаторов 8 и подключаетс непосредственно к второму входу усилител с фазовым детектором 10. Сигнал с

15 -выхода усилител с фазовым детектором 10 поступает на привод 12, привод щий в движение оптический элемент компенсатора 2. При этом пол рность выходного сигнала определ ет направ20 ление этого движени в сторону уменьшени рассогласовани . При достижении равенства световых потоков, приход щих на соседние входные тоЬцы световодов анализатора 3, сигнал на

5 выходе усилител с фазовым детектором 10 исчезает и движение компенсатора 2 прекращаетс . Изменение .положений компенсатора 2 фиксируетс датчиком 14. Сигнал с датчика 14

0 подаетс на выходное устройство 15. t

Следовательно, обеспечиваетс точный отсчет измер емого углового положени объекта. В св зи с тем, что к выходному устройству 15 подключе5 ны схемы 7 совпадени , оно позвол ет определить на какой паре соседних входных торцов анализатора 3 находитс изображение объекта, при этом.фиксируетс грубьй отсчет из0 мер емого положени объекта.

Профилирование линейки волоконнооптического блока, состо щей из входных торцов световодных жгутов 4, по цилиндрической поверхности с радиу5 сом, равньм фокусному рассто нию

объектива 1, позвол ет повысить точность измерений за счет компенсации нелинейной зависимости между сдвигом изображени в плоскости анализа и

0 измер емым углом.

Таким образом, использование предложенного устройства позвол ет увеличить диапазон измер емых углов при сохранении точности измерений.

Claims

1. ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ УГЛОМЕР, содержащий установленные последовательно объектив, компенсатор и анализатор изображения, два приемника излучения, два предварительных усилителя, усилитель с фазовьм детектором, генератор опорного напряжения, привод, датчик и выходное устройство, отличающийся, тем, что;, с целью расширения диапазона измерений, он снабжен η - 1 коммутатором, ft- 1 схемой совпадения и фазоинвертором, И - 2 приемниками излучения, П - 2 предварительньми усилителями, анализатор изображения выполнен в ввде волоконно-оптического блока из И световых жгутов, входные торцы которых имеют прямоугольное сечение и объединены в виде линейки, каждый из жгутов волоконно-оптического блока соединен с соответствующим прием ником излучения, а выходы пЬследних с соответствующими предварительными усилителями, входы каждой из и - 1 схем совпадения соединены с предыдущим и последующим предварительными уси лителями, выходы схем совпадения соединены с первыми входами соответствующих коммутаторов, к второму входу каждого'из которых подключен г,енератор опорного напряжения, а к третьему и четвертому - предыдущий и последующий предварительные усилители, выходы -А + 1 коммутаторов соединены между собой и подключены через фазоинвертор к первому входу усилителя с фазовым детектором, к второму входу которого подключены соединенные между собой выходы

П - 1 —— коммутаторов, генератор опорного напряжения соединен с третьим входом усилителя с фазовым детектором выход последнего подключен к приводу, соединенному с компенсатором, выход которого соединен с датчиком, а выход последнего и выходы схем совпадения соединены с соответствующими входами выходного устройства.

2. Угломер поп. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в волоконнооптическом блоке линейка, состоящая из входных торцов световодных жгутов, профилирована по цилиндрической поверхности с радиусом, равным фокусному расстоянию объектива.

SU ,1116318 >

• 1 1116318