SU1368633A1 - Photoelectric autocollimator - Google Patents

Photoelectric autocollimator Download PDF

Info

Publication number
SU1368633A1
SU1368633A1 SU864102891A SU4102891A SU1368633A1 SU 1368633 A1 SU1368633 A1 SU 1368633A1 SU 864102891 A SU864102891 A SU 864102891A SU 4102891 A SU4102891 A SU 4102891A SU 1368633 A1 SU1368633 A1 SU 1368633A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
brand
scanner
beam splitter
mask
autocollimator
Prior art date
Application number
SU864102891A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Геннадьевич Коробкин
Юрий Николаевич Шестопалов
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1742
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 А-1742 filed Critical Предприятие П/Я А-1742
Priority to SU864102891A priority Critical patent/SU1368633A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1368633A1 publication Critical patent/SU1368633A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  углов в метрологии и машиностроении. Цель изобретени  - повышение точности измерени  углов за счет использовани  маски , выполненной в. виде двух щелей, расположенных под заданным углом. Маска позвол ет преобразовать угловое смещение объекта измерени  в электрический сигнал, длительность которого пропорциональна угловому смещению. Сканатор 3, механически св занный с маркой 2, обеспечивает с помощью светоделител  5 и объектива 6 сканирование светового п тна, отраженного от объекта 10 в плоскости маски 7 с.двум  щел ми, расположенными под заданньм углом. Врем  между моментами попадани  п тна на щели пропорционально угловому положению объекта 10. Это врем  вычисл етс  с помощью блока регистрации 9, который св зан с источником управл ющего напр жени  4. 4 ил. о SThe invention relates to a measurement technique and can be used to measure angles in metrology and mechanical engineering. The purpose of the invention is to improve the accuracy of angle measurement by using a mask made in. the form of two slots located at a given angle. The mask allows the angular displacement of the measurement object to be converted into an electrical signal whose duration is proportional to the angular displacement. The scanner 3, mechanically associated with the mark 2, provides with a beam splitter 5 and lens 6 a scan of the light spot reflected from the object 10 in the plane of the mask of 7 sec. Two slits located at a given angle. The time between the moments of hit of the spot on the slit is proportional to the angular position of the object 10. This time is calculated using the recording unit 9, which is connected to the source of the control voltage 4. 4 Il. about s

Description

±±

0000

ээ со соuh so

10ten

1one

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерений углов в метрологии и машиностроении.„The invention relates to a measurement technique and can be used to measure angles in metrology and mechanical engineering.

оabout

Цель изобретени  - повышение точности измерени  углов за счет использовани  маски, выполненной в виде двух щелей, расположенных под заданным углом.10The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement of angles by using a mask made in the form of two slits located at a given angle.

На фиг. 1 изображена структурна  схема фотоэлектрического автоколлиматора; на фиг. 2 - вариант выполнени  маски; на фиг. 3 - структурна  схема блока регистрации; на фиг.4 - 15 временные диаграммы, по сн ющие работу автоксллиматора.FIG. 1 shows a photoelectric autocollimator circuit diagram; in fig. 2 shows an embodiment of the mask; in fig. 3 is a block diagram of the registration unit; Figures 4 to 15 show timing diagrams for the operation of the auto-explorer.

Фотоэлектрический автоколлиматор содержит источник 1 излучени , марку 2, выполненную в виде пластины с 20 круглым отверстием малого диаметра, сканатор 3 с источником 4 управл ющего напр жени , светоделитель 5, объектив 6, маску 7, фотоприемник 8, блок 9 регистрации,и объект 10. 25The photoelectric autocollimator contains a radiation source 1, a mark 2 made in the form of a plate with a 20 round hole of small diameter, a scanner 3 with a source of control voltage 4, a beam splitter 5, a lens 6, a mask 7, a photodetector 8, a recording unit 9, and an object 10 25

Блок 9 регистрации (фиг. 3) содержит селектор 11 импульсов, триггерBlock 9 registration (Fig. 3) contains the selector 11 pulses, trigger

12, счетчик 13, генератор 14 тактовых импульсов, оперативное запоминающее устройство 15, арифметико-ло- 30 гическое устройство 16, посто нное запоминающее устройство 17, дешифра- тор 18 и индикатор 19.12, a counter 13, a clock pulse generator 14, a random access memory 15, an arithmetic logic unit 16, a persistent storage device 17, a decoder 18, and an indicator 19.

Фотоэлектрический автоколлиматор работает следующим образом.Photoelectric autocollimator works as follows.

Луч света от источника 1. излучени  (фиг. 1) проходит через отверстие марки 2 и светоделителем 5 направл етс  на объектив 6. Отраженный от объекта 10 свет проходит через объектив 6 светоделитель 5 и собираетс  в фокальной плоскости объектива 6 на маске 7. Таким образом на маске 7 получаетс  изображение марки 2, соответствующее свет щейс  точке. Сигнал с выхода источника 4 управл ющего напр жени  подаетс  на блок 9 регистрации (фиг. 4а) и сканатор 3, который обеспечивает поступательное перемещение марки 2, а соответственно, и ее изображение по маске 7, по линейному закону (фиг.. 2 позици  А, фиг. 4б) . При прохождении лучом щели I и II в период пр мого хода сканировани  (Т„ ) образуютс  два световых импульса , интервалы времени между которыми равны ,(фиг. 4в).The light beam from the radiation source 1 (Fig. 1) passes through the opening of mark 2 and the beam splitter 5 is directed to the lens 6. The light reflected from the object 10 passes through the lens 6 of the beam splitter 5 and is collected in the focal plane of the lens 6 on the mask 7. Thus On mask 7, an image of mark 2 is obtained, corresponding to a light of a common point. The signal from the output of the source 4 of the control voltage is applied to the registration unit 9 (Fig. 4a) and the scanner 3, which provides translational movement of the mark 2, and accordingly, its image along the mask 7, according to a linear law (Fig. 2 position A , Fig. 4b). With the passage of the beam of the slit I and II in the period of the forward scan stroke (T), two light pulses are formed, the time intervals between which are equal (Fig. 4c).

При повороте объекта 10 на некоторый угол oi. , который необходимо из13686332When turning the object 10 at some angle oi. which is needed out of 13686332

мерить, сретовой луч будет перемещатьс  по маске так, как показано на фиг. 2 (позици  В), и интервал времени между импульсами станет paвны о(фиг. 4г) .measure, the sretovy ray will move along the mask as shown in fig. 2 (position B), and the time interval between pulses will become equal to o (fig. 4d).

Известное уравнение измерени  углов автоколлиматорами имеет видThe known equation for measuring angles with autocollimators is

4040

4545

5050

оС OS

d 2fd 2f

(1)(one)

гдеWhere

ot - измер емый, угол; f - фокусное рассто ние объектива;ot - measured angle; f is the focal length of the lens;

d - линейное смещение изображени  марки относительно первоначального положени . В предлагаемом автоколлиматоре (фиг. 2)d is the linear displacement of the image of the mark relative to the initial position. In the proposed autocollimator (Fig. 2)

-к л-х: У У а Хг X, их t g 9  -l lx: Y have a Xg X, their t g 9

где 9 - угол между щел ми. Кроме тогоwhere 9 is the angle between the fissures. Besides

3535

- У, - y,

V VV v

С| - 1C | - one

(2)(2)

(3)(3)

гдеWhere

V - коэффициент св зи между линейным смещением линий А и В и разностью длительностей импульсов €, и Tj.V is the coupling coefficient between the linear displacement of the lines A and B and the difference in pulse durations € and Tj.

Подставл   (3) в (2) ив (1), получаем уравнение измерени  углов предлагаемого автоколлиматора:Substituting (3) into (2) and (1), we obtain the equation for measuring the angles of the proposed autocollimator:

Л/ -L / -

1one

2f2f

ytyt

(.) k(€ ,-r,)(4)(.) k (€, -r,) (4)

где k - коэффициент преобразовани .where k is the conversion factor.

Из выражени  (4) видно, что измен   угол Э , можно получить различные чувствительности автоколлиматора.From expression (4) it can be seen that by changing the angle E, it is possible to obtain various sensitivities of the autocollimator.

Блок регистрации (фиг. 3) работает следующим образом.The registration unit (Fig. 3) works as follows.

Импульсы с фотоприемлика выдел ютс  селектором 11 импульсов и поступают на счетный вход триггера 12, который формирует импульсы длительностью с, (С) (фиг. 4д,е), в течение которых счетчик 13 заполн етс  тактовыми импульсами генератора 14 тактовых импульсов. Синхронизирующие импульсы устанавливают в О триггер 12, исключа  из его выходного сигнала 55 импульсы от фототока в период обрат- .ного хода сканировани  (Т). На выходе счетчика 13 формируетс  двоичный код, соответствующий длительности е, и с 2 .Pulses from the photodetector are selected by the pulse selector 11 and fed to the counting input of the trigger 12, which generates pulses of duration C, (C) (Fig. 4e, e), during which the counter 13 is filled with clock pulses of the generator 14 clock pulses. The synchronizing pulses install the trigger 12 into O, excluding from its output signal 55 pulses from the photocurrent during the reverse scanning stroke (T). At the output of the counter 13, a binary code is generated, corresponding to the duration e, and c 2.

оС OS

d 2fd 2f

(1)(one)

гдеWhere

ot - измер емый, угол; f - фокусное рассто ние объектива;ot - measured angle; f is the focal length of the lens;

d - линейное смещение изображени  марки относительно первоначального положени . В предлагаемом автоколлиматоре (фиг. 2)d is the linear displacement of the image of the mark relative to the initial position. In the proposed autocollimator (Fig. 2)

-к л-х: У У а Хг X, их t g 9  -l lx: Y have a Xg X, their t g 9

где 9 - угол между щел ми. Кроме тогоwhere 9 is the angle between the fissures. Besides

- У, - y,

V VV v

С| - 1C | - one

(3)(3)

гдеWhere

V - коэффициент св зи между линейным смещением линий А и В и разностью длительностей импульсов €, и Tj.V is the coupling coefficient between the linear displacement of the lines A and B and the difference in pulse durations € and Tj.

Подставл   (3) в (2) ив (1), получаем уравнение измерени  углов предлагаемого автоколлиматора:Substituting (3) into (2) and (1), we obtain the equation for measuring the angles of the proposed autocollimator:

Л/ -L / -

1one

2f2f

ytyt

(.) k(€ ,-r,)(4)(.) k (€, -r,) (4)

где k - коэффициент преобразовани .where k is the conversion factor.

Из выражени  (4) видно, что измен   угол Э , можно получить различные чувствительности автоколлиматора.From expression (4) it can be seen that by changing the angle E, it is possible to obtain various sensitivities of the autocollimator.

Блок регистрации (фиг. 3) работает следующим образом.The registration unit (Fig. 3) works as follows.

Импульсы с фотоприемлика выдел ютс  селектором 11 импульсов и поступают на счетный вход триггера 12, который формирует импульсы длительностью с, (С) (фиг. 4д,е), в течение которых счетчик 13 заполн етс  тактовыми импульсами генератора 14 тактовых импульсов. Синхронизирующие импульсы устанавливают в О триггер 12, исключа  из его выходного сигнала импульсы от фототока в период обрат- ного хода сканировани  (Т). На выходе счетчика 13 формируетс  двоичный код, соответствующий длительности е, и с 2 .Pulses from the photodetector are selected by the pulse selector 11 and fed to the counting input of the trigger 12, which generates pulses of duration C, (C) (Fig. 4e, e), during which the counter 13 is filled with clock pulses of the generator 14 clock pulses. The synchronizing pulses set the trigger 12 to O, excluding from its output signal the pulses from the photocurrent during the period of reverse scanning (T). At the output of the counter 13, a binary code is generated, corresponding to the duration e, and c 2.

Код длительности , запоминаетс  в оперативном запоминающем устройстве 15 и после окончани  измерений совместно с кодом длительности поступает на вход арифметико-логического устройства 16. Кроме того, на вход арифметико-логического устройства 16 поступают данные с посто нного запоминающего устройства 17, хран щего данные о коэффициенте преобразовани  k в выражении (4) и программу работы арифметико-логического устройства 16. Фиксаци  исходного углового положени  объекта определ етс  моментом записи кода в оперативном запоминающем устройстве 15 и может задаватьс , оператором или автоматически. После окончани  измерений арифметико- логическое устройство 16 решает уравнение (4) и-результат расчета дешифрируетс  дешифратором 18 и отображаетс  на индикаторе 19.The duration code is stored in the random access memory 15 and, after completion of the measurements, together with the duration code is fed to the input of the arithmetic logic unit 16. In addition, the input of the arithmetic logic unit 16 receives data from the fixed memory 17 that stores the data on transformation k in expression (4) and the program of operation of the arithmetic logic unit 16. Fixing the initial angular position of the object is determined by the moment of writing the code in the random access memory TBE 15 and can zadavats, the operator or automatically. After completing the measurements, the arithmetic logic unit 16 solves equation (4) and the calculated result is deciphered by the decoder 18 and displayed on the indicator 19.

В автоколлиматоре в качестве изв качестве селектора импульсов, в простейшем случае, может быть использовано пор.оговое устройство на компараторе К55ЧСА2, в качестве триггера - микросхема К155ТВ1, счетчика - микросхема К155ИЕ7. Операционное запоминающее устройство, арифметико-логическое устройство и дешифратор выполнены на однокристальном центральном процессорном элементе КР580ИК80,посто нное запоминающее устройство - на микросхеме К573РФ1, а индикатор - на светодиодной матрице.In the autocollimator, as a pulse selector, as an example, in the simplest case, a porous device on the K55CHSA2 comparator can be used, a K155TV1 microcircuit can be used as a trigger, and a K15IE 7 microcircuit can serve as a trigger. The operational memory, the arithmetic logic unit and the decoder are made on the single-chip central processing unit KP580IK80, the permanent memory is set on the K573RF1 chip, and the indicator is on the LED matrix.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Фотоэлектрический автоколлиматор, содержащий оптически св занные источник излучени , марку, светоделитель, объектив, сканатор с источником управл ющего напр жени , фотоприемник, предназначенный дл  установки после светоделител  в отраженном световомA photoelectric autocollimator containing an optically coupled radiation source, a brand, a beam splitter, a lens, a scanner with a source of control voltage, a photodetector designed to be installed after the beam splitter in the reflected light лучател  может быть использована лам- 25 потоке, и блок регистрации, о т л и па накаливани . Марка может быть полнена в виде непрозрачной пластины с круглым отверстием малого диаметра , в качестве светоделител  использована пр моугольна  призма или плос копараллельна  пластина, а в качестве сканатора - генератор пилообразного напр жени , нагруженный на пьезоэлектрический элемент. Фотоприемник может быть выполнен в виде фотодиода.The transducer can be used with a 25 flow lamp, and a registration unit, which is incandescent. The brand can be filled in the form of an opaque plate with a round hole of small diameter, a rectangular prism or a flat parallel plate is used as a beam splitter, and a sawtooth voltage generator loaded onto a piezoelectric element is used as a scanner. The photodetector can be made in the form of a photodiode. чающийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности, сканатор механически св зан с маркой, автоколлиматор снабжен маской, установленной в 0 фокальной плоскости объектива перед фотоприемником и выполненной в виде двух щелей, расположенных под заданным (не равным iT/Z) углом, одна из которых ориентирована ортогонально траектории сканировани  марки.Due to the fact that, in order to increase the accuracy, the scanner is mechanically connected with the brand, the autocollimator is equipped with a mask set in 0 of the objective focal plane in front of the photoreceiver and made in the form of two slots located at a given (not equal to iT / Z) angle, one of which is oriented orthogonal to the brand's trajectory. А/ hA / h Фиг2Fig2 Вход синхронизации I Sync I input
SU864102891A 1986-08-07 1986-08-07 Photoelectric autocollimator SU1368633A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864102891A SU1368633A1 (en) 1986-08-07 1986-08-07 Photoelectric autocollimator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864102891A SU1368633A1 (en) 1986-08-07 1986-08-07 Photoelectric autocollimator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1368633A1 true SU1368633A1 (en) 1988-01-23

Family

ID=21251029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864102891A SU1368633A1 (en) 1986-08-07 1986-08-07 Photoelectric autocollimator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1368633A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ботомли С.К. Недавние разработки в области автоколлимационных труб. - Высокоточные методы измерени , апрель,1983. Госстандарт СССР, Рэнк Таэлор Хобсон (Великобритани ). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4799798A (en) Method of and an apparatus for an optical measuring of a position
US4577101A (en) Shaft encoder with an optical system comprising two straight-line-generatrix surfaces
JPS636483A (en) Time interval measuring instrument
SU1368633A1 (en) Photoelectric autocollimator
RU2319990C1 (en) Photoelectric automatic collimator
EP0310231B1 (en) Optical measuring apparatus
SU1508092A1 (en) Apparatus for measuring displacements
SU1539525A1 (en) Method and apparatus for measuring position of object
SU1654651A1 (en) Device for object motion measurements
RU1783318C (en) Device for measurement of parameters of vibration
JPS57190202A (en) Device for reading optical scale
JP2715655B2 (en) Non-contact type moving amount measuring method and device
SU1486783A1 (en) Automated goniometer for measuring angles of polyhedral prisms
SU1427173A1 (en) Automated goniometer for measuring angles of polyhedral prisms
SU1483254A1 (en) Instrument for determining coordinates of member position
SU1272109A1 (en) Device for measuring object position
SU1298531A1 (en) Photopulse method of measuring object dimensions
RU1781612C (en) Method of measurement of angular velocity
SU1642295A1 (en) Device for controlling optical systems
SU1737398A1 (en) Scanning mirror angular position meter
SU1441200A1 (en) Device for measuring position and diameter of object
RU2146039C1 (en) Object position measurement technique
SU410243A1 (en)
SU1711113A1 (en) Half-tone image recording device
SU1221491A1 (en) Arrangement for measuring plane angles of polygonal prisms