SU1187133A1 - Фотоэлектрический автоколлиматор - Google Patents

Abstract

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АВТОКОЛЛИМАТОР , содержащий установленный на контролируемом объекте отражательный элемент, источник света, конденсор, светоделитель, фотоприемник , объектив в фокальных плоскост х которого размещены оптически Св занные марка, установленна  между конденсором и светоделителем, маска, установленна  между светоделителем и фотоприемником, и двуплечий дифференциальный усилитель, выход которого подключен к входу блока обработки информации, отличающийс  тем, что, с целью расширени  количества измер емых параметров путем одновременного получе- ни  информации об угловом положении, скорости и ускорении контролируемого вращающегос  объекта, в него . введен механизм линейного перемещени , марка выполнена в виде непрозрачной диафрагмы с системой прозрачных пр моугольных параллельных щелей, расположенных с равномерным шагом, кинематически св занной с механизмом линейного перемещени  маска выполнена в виде непрозрачной диафрагмы с одним центральным и двум  крайними прозрачными отверсти ми, / расположенными тлким образом, что SS их геометри еский центр находитс  (Л на оптической оси, а площадь центс рального отверсти  равна сумме площадей двух крайних отверстий, фотоприемник выполнен в виде одного центрального и двух крайних светочувствительных элементов, расположенных на одной подложке, причем 00 центральный светочувствительньтй --4 элемент, установленный напротив |« Ы Ы центрального отверсти  маски, включен в одно плечо, а два крайних, установленных напротив крайних . отверстий маски, - в другое плечо дифференциального усилител .

Description

11 Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и предназначено дл  угловых измерений, в том числе дл  измерени  углового положени , скорости и ускорени  в сиетемах контрол  преобразователей угол-код и других углоизмерительных приборах в динамическом режиме. Цель изобретени  - расширение количества измер емых параметров путем одновременного получени  инфор мации, об угловом положении, скорости и ускорении контролируемого вращающе гос  объекта. . На фиг.1 представлена функциональ на  схема фотоэлектрического автокол лиматора; на фиг.2 - маска с наложением на нее изображени  щелей марки; на фиг.З - пеленгационна  характерис тика прибора;на фиг.4 - временные диаграммы работы прибора. Фотоэлектрический автоколлиматор содержит источник 1 света, конденсатор 2, марку 3 в виде, непрозрачной диафрагмы с двум  прозрачными пр моугольными щел ми М, Mj, ширинЪй и шагом m контролируемого объекта на котором соосно установлен отражающий элемент 4 (например, многогранна  призма), длиннофокусный объектив 5, обеспечивающий формирование параллельного светового потока и изображени  марки 3, светоделитель 6, осуществл ющий разделение светового потока, маску 7, выполненную в виде непрозрачной диафрагмы с трем  прозрачными отверсти ми, расположенными так,что их геометрический центр находитс  на оптической оси,фотоприемник 8,выполненный в виде трех светочувствительных элементо расположенных на одной подложке и установленных напротив маски, двуплечий дифференциальный усилитель 9, входы которого подключены к выходам фотоприемника. 8, блок 10 обработки информации и механизм 11 линей ного перемещени , например микрометрический винт, кинематически св занный с маркой 3 и осуществл ющий ее линейное перемещение. Центральный светочувствительный элемент фотоприемника .установленный напротив центрального отверсти  маски S, включен в одно плечо, а два других, установленных напротив крайних отверстий маски S,, S2, - во второе плечо дифференциального усилител  9. Блок 32 10 обработки информации содержит компараторы дл  фиксации моментов ноль-переходов сигнала двуплечего дифференциального усилител , таймеры дл  преобразовани  в цифровой код временных интервалов между ноль-перекодами , арифметическое устройство,осуществл ющее операцию делени  дл  вычислени  угловой скорости и ускорени . На фиг.2 отверсти  маски S, S, 8„ и расположенные за ними светочувствительные элементы фотоприемника совмещены. Площадь центрального отверсти  маски равна сумме площадей двух крайних отверстий, т.е. S 8,+ Sg. Прибор работает следующим образом. Световой поток от источника 1, сформированный конденсатором 2, равномерно освещает марку 3. Изображение щелей марки М,,М с помощью светоделител  6, объектива 5, отражающего элемента 4 проектитруетс  в плоскость маски 7 (фиг.2). При повороте отражающего элемента 4 на угол GC происходит перемещение изображений щелей марки в плоскости маски на величину х 2f tg Cf, где f - фокусное рассто ние / объектива 5, если Ср« г , то X 5 2f f . При этом фотоприемник 8 вьграбатывает сигналы 1, Lj , I , трапецеидальной формы (фиг.За). При прохождении изображени  каждой прозрачной щели марки относительно маски ,на выходе дифференциального усилител  формируетс  выходной сигнал и (фиг.36), соответствующий выражению и К (Ц+ €3 ). 1) где К - коэффициент преобразовани  дифференциального усилител . Указанный выходной сигнал дифференциального усилител , определ ющий пеленгационную характеристику прибора, имеет две точки внутренних ноль-переходов: положительньхй ноль-переход в точке В и отрицательный - в точке А. Положение этих точек на оси ср стабильно , определ етс  только шириной f прозрачной щели марки и не зависит ни от изменени  светового потока источника 1 (в силу дифференциального включени  светочувствительных элементов фотоприемника), ни от изменени  3 чувствительности фотоприемника (в силу одинаковых характеристик светочувствительных элементов S, S, S выполненных на одной подложке), Моменты по влени  в выходном сигнале внутренних ноль-переходов фиксируют с  блоком 10 обработки информации (фиг.4а). Эти импульсы  вл ютс  импульсами опроса контролируемого вра щающегос  преобразовател . Так как марка выполнена в виде непрозрачной диафрагмы с двум  прозрачными щел ми ,то на выходе дифференциального ;усилител  возникает две пары (по ко личеству щелей марки) выходных сигналов , представленных на фиг. 46. 334 Эти импульсы используютс  как дл Г фиксации мгновенного углового положени , так и дл  одновременного определени  динамических характеристик контролируемого преобразовател . Блок 10 обработки информации представл ет собой микро-или мини - ЭВМ и осуществл ет операции ввода сигнала с выхода двуплечего дифференциального усилител , преобразовани  временных интервалов в код, деление, вычитание и запоминание кодов. ,лок обработки информации имеет три выхода. С-выхода 1 снимаютс  импульсы опроса контролируемого преобразовател , с выхода 2-код его скорости , с выхода3 -код его ускорени .

Claims (1)

1. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АВТОКОЛЛИМАТОР, содержащий установленный на контролируемом объекте отражательный элемент, источник света, конденсор, светоделитель, фотоприемник, объектив в фокальных плоскостях которого размещены оптически ^Связанные марка, установленная между конденсором и светоделителем, маска, установленная между светоделителем и фотоприемником, и двуплечий дифференциальный усилитель, выход которого подключен к входу блока обработки информации, отличающийся тем, что, с целью расширения количества измеряемых пара метров путем одновременного получения информации об угловом положении, скорости и ускорении контролируемого вращающегося объекта, в него . введен механизм линейного перемещения, марка выполнена в виде непрозрачной диафрагмы с системой прозрачных прямоугольных параллельных щелей, расположенных с равномерным шагом, кинематически связанной с механизмом линейного перемещения маска выполнена в виде непрозрачной диафрагмы с одним центральным и двумя крайними прозрачными отверстиями, > расположенными таким образом, что их геометрический центр находится на оптической оси, а площадь центрального отверстия равна сумме площадей двух крайних отверстий, фотоприемник выполнен в виде одного центрального и двух крайних светочувствительных элементов, расположенных на одной подложке, причем центральный светочувствительный элемент, установленный напротив центрального отверстия маски, включен в одно плечо, а два крайних₍ установленных напротив крайних . отверстий маски, - в другое плечо дифференциального усилителя.

   SU ,.„1187133

   1187133 2