SU1303818A1 - Оптико-электронный преобразователь угла поворота в электрический сигнал - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  индикации углов поворота контролируемого объекта относительно базового. Целью изобретени   вл етс  повышение точности путем устранени  зависимости выходного сигнала от неточностей положени  плоскости пол ризации в пол ризаторе и анализаторе, а также от искажений, вносимых модул тором и светоделителем. Световой поток от излучател  1, пройд  объектив 2 и пол ризатор 3, пол ризуетс  в направлении плоскости пол ризации пол ризатора 3. Пластина 4 преобразует линейно пол ризованное излучение в цирку- пол ризованное. После модул тора 5 фазы излучение содержит две составл ющие с взаимно ортогональными направлени ми плоскостей пол ризации . На выходе фазосдвигател  8 образуетс  смесь волн с разным состо нием пол ризации. Так как колебани  электромагнитных волн перпендикул рны направлению распространени  света, то после отражени  от отражател  14 плоскости пол ризации световых волн повернутс  на двойное значение. .При повороте отражател  14 и объекта 15 на угол +с6 плоскости пол ризации двух частей излучени  повернутс  на угЬл, в два раза больший,, и на выходе фотоприемника 1I будет возникать электрический сигнал, по которому суд т об угле поворота. 1 ил. (Л Г5 74 / ,йб 00 о со эо эо Л ЛУ

Description

Изобретение предназначено дл  индикации углов поворота контролируемого объекта относительно базового.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности путем устранени  зависи- мости выходного сигнала от неточностей положени  плоскости пол ризации в пол ризаторе и анализаторе, а также от искажений, вносимых модул тором и светоделителем.

На чертеже представлена схема предложенного преобразовател .

Оптико-электронный преобразователь содержит излучатель 1 и последовательно расположенные объектив 2, пол ризатор 3, четвертьволновый элемент 4, модул тор 5 фазы, размешенный так, что одна его грань параллельна оптической оси преобразовател , жестко закрепленный на грани модул тора 5 пьезогенератор 6, светоделитель 7, фазосдвигатель 8, анализатор 9, объектив 10, фотоприемник 11, усилитель 12, фазовый детектор 13, в одном потоке излучени  от светоделител  7 последовательно установлены фазосдвигатель 8 и отражатель 14, предназначенный дл  скреплени  с объектом 15, выполненный двугранным и ориентире- ванный таким образом, что ребро отра- жател  14 составл ет угол 22,5 к оптической оси фазосдвигател  8, в другом потоке от светоделител  7 последовательно установлены анализатор 9, объектив 10, фотоприемник 11 и усили- тель 12, а выход фотоприемника 11 через усилитель 12 соединен с фазовым детектором 13.

Преобразователь работает следующи образом.

Световой поток от излучател  1, пройд  объектив 2 и пол ризатор 3, пол ризуетс  в направлении плоскости пол ризации пол ризатора 3. Четверт волнова  пластина 4 преобразует линено пол ризованное излучение в цирку- л рно пол ризованное. После модул тора 5 фазы излучение содержит две составл ющие с взаимно ортогональными направлени ми плоскостей пол ризации (вдоль оптической оси и перпендикул рно к ней). Фаза светового излучени  одной из составл ющих измен етс  по отношению к другой с частотой изм нени  фазы модул тора 5. В св зи с тем, что излучение  вл етс  смесью электромагнитных волн с разной, дни- ной, на выходе фазосдвигател  8 обра

5

0

5

5

Q

0

5

зуетс  смесь волн с разнр 1м состо нием пол ризации, разными знаками и фача- ми. При суммировании этих волн образуетс  излучение, состо щее из двух частей с равными амплитудаь-и со строго взаимно перпендикул рными направлени ми плоскостей пол ризации (вдоль оптической оси фазосдвигател  и перпендикул рно к ней). Фазы световых волн этих составл ющих непрерывно измен ютс  друг относительно друга (с частотой звуковых колебаний).

Так как колебани  электромагнитных волн перпендикул рны направлению распространени  света, то после отражени  от отражател  14 плоскости пол ризации световых волн повернутс  на двойное значение угла между плоскостью пол ризации падающего и отраженного пучка лучей. Таким образом, при расположении ребра отражател  .под углом 22,5 к оптической оси фазосдвигател  В плоскости пол ризации двух частей излучени  повернутс  на 45 , т.е. оптическа  ось фазосдвигател  8 и плоскость пол ризации будут расположегл 1 под углом 45 к плоскости пол ризации отраженного светового , потока. Если ребро отражател  14 расположено, строго под углом 22,5 к оптической оси фазосдвигател  8, то анализатор 9 пропускает проекции двух частей излучени , одинаковых по амплитуде. Суммарный световой поток не модулируетс  и на выходе фо- топриемника 11 переменный сигнал отсутствует . При повороте отражател  14 и объекта 15 на угол + ci. плоскости пол ризации двух частей излучени  повернутс  на угол, в два раза больший .

Таким образом, на выходе фотоприемника 11 возникает электрический сигнал поворота, амплитуда которого пропорциональна двойной величине угла поворота, а фаза определ етс  знаком угла. При изменении знака угла фаза сигнала мен етс  на 180 по отношению к фазе сигнала, поступающего с пьезогенератора 6. Сигнал поворота поступает на один из входов фазового детектора 13.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Оптико-электронный преобразователь угла поворота, в электрический сигнал, содержащий излучатель и последовательно расположенные объектив, пол риза3 I3038I84

   тор, четвертьволновый элемент, моду-объектом отражателем, выполненным л тор фазы, размещенный так, что однадвухгранным и ориентированным таким его грань параллельна оптической осиобразом, что ребро отражател  состав- преобразовател , жестко закрепленныйл ет угол 22,5 к оптической оси фа- на грани модул тора пьезогенератор, зосдвигател , и светоделителем, уста- фазосдвигатель и анализатор, объек-новленным между модул тором и отра- тив, фотоприемник, усилитель и ампли-жателем, в одном потоке излучени  от тудно-фазовый детектор, выход фото- ,светоделител  последовательно установ- приемника электрически соединен че-лены фазосдвигатепь и отражатель, а рез усилитель с фазовым детектором,W в другом - последовательно yci- отличающийс  тем, что, становленные анализатор, объек- целью повьпиени  точности, он снабжентив, фотоприемник и усили- предназначенным дл  скреплени  с тель.