SU1401269A1 - Оптико-электронное устройство дл измерени угловых отклонений объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет из.мер ть угловые отклонени  объекта при его монтаже, сборке и эксплуатации. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  за счет формировани  двух пучков от отражател , имеющих различную оптическую дедукцию при угловых разворотах объекта. Формируют пучок, наклоненный к оптической оси объектива 2, направл ют его на отражатель 3. скрепл емый с объектом контрол . В отражателе 3 пучок раздел етс  на два, одна часть пучка, пройд  призмы, отражаетс  от отражающего покрыти , нанесенного на части гипотенузной грани второй по ходу излучени  призмы. Друга  часть пучка проходит приз.мы и попадет во второй приз- менный блок, аналогичный первому, выполненный в два раза меньше его и соединенный с ним гипотенузной гранью .призмы, имеющей тот же коэффициент преломлени , что и соедин е.ма  с ней призма первого призменного блока. Обе части пучка объективом 2 фокусируютс  на фотоприемник 4. При угловых разворотах объекта части пучков , отраженных от отражател  3, и.меют различную оптическую редукцию, что приводит к различному пространственному смещению. В блоке обработки определ ют величину рассогласовани  между изображени ми марки и с учетом величины фокусного рассто ни  объектива вычисл ют угловые развороты объекта вокруг координатных осей.4 ил. с S (Л

Description

ю

05 СО

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при монтаже и эксплуатации изделий в машино- и судостроении.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  за счет формировани  двух пучков от отражател  и проектировани  их на один фотоприемник.

На фиг. I приведена принципиальна  схема устройства; на фиг. 2 - элементы отражател  и ход лучей через отражатель; на фиг. 3 и 4 - положение изображений марки на фотоприемнике при различных угловых разворотах объекта.

Устройство содержит источник излучени  (не показан),марку 1, объектив 2, в фокальной плоскости которого расположена марка 1, отражатель 3, скрепл емый с объектом (не показан), фотоприемник 4, установленный в фокусе объектива и выполненный, например, в виде прибора с зар довой св зью (ПЗС), и блок обработки (не показан ), электрически соединенный с фотоприемником .

Отражатель выполнен из двух призмен- ных блоков, каждый из которых состоит из двух пар пр моугольных призм 5, 6 и 7, 8, соединенных между-собой катетными гран ми , а призменные блоки соединены гипо- тенузными гран ми призм, имеющими один и тот же показатель преломлени . На свободной части соедин емой гипотенузной грани нанесено отражающее покрытие 9.

Призмы в каждом призменном блоке выполнены из материала, имеющего различный показатель преломлени  п и п. Марка 1 смещена с оптической оси объектива 2 в фокальной плоскости на рассто ние и расположена в плоскости, совпадающей с плоскостью главного сечени  отражател .

Объект (не показан) имеет возможность поворота вокруг осей X, У, Z на углы ч, tf, if соответственно.

На фиг. 3 показаны изображени  10 и 11 марки на фотоприемнике.

Устройство работает следующим образом .

Источник излучени  освещает марку 1. Объектив 2 формирует прощедщее марку излучение в параллельный пучок, наклоненный к оптической оси объектива, и направл ет его на -отражатель 3, в котором пучок лучей раздел етс  на две части, одна часть пучка. пройд  призмы 5 и 6 и отразившись от отражающего покрыти  9 и вновь пройд  призмы 5, 6, выходит из отражател  3. Объектив 2 строит его изображение 11 на фотоприемнике 4. Друга  часть пучка, последовательно пройд  призмы 5-8, так же выходит из отражател  3. Объектив 2 так же строит изображение 10 этого пучка на фотоприемнике 4.

При угловых разворотах объекта угловое отклонение пучков различно, поскольку дл 

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

одного из пучков коэффициент преобразовани  двойка, а дл  другого единица, в результате чего пучки на фотоприемнике смещаютс  на различную величину.

С выхода фотоприемника 4 снимают сигналы , пропорциональные этим смещени л, и, зна  величину фокусного рассто ни  объектива в блоке обработки, вычисл ют угол разворота объекта.

При повороте объекта на угол tf. (угол скручивани , фиг. 3) изображени  10 и 11 марки смещаютс  друг относительно друга на рассто ние (), соответствующее углу по часовой стрелке.

Измер емый угол ф вычисл ют по следующей зависимости:

±(f arcsln- -.

где f - величина смещени  центра марки относительно центра фотоприемника. Коллимеционные углы f и p (фиг. 4) вычисл ют по следующей зависимости

±«Р arctg -;

-ь «.. arete- - - - - -vy dicLg 2,2, ,

где -фокусное рассто ние объектива; - у -величина смещени  изображени  10 марки.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Оптико-электронное устройство дл  измерени  угловых отклонений объекта, содержащее последовательно установленные источник излучени , марку, объектив, в фокальной плоскости кЬторого расположена марка, и отражатель, предназначенный дл  скреплени  с объектом, и установленные в обратном ходе от отражател  позиционно- чувствительный фотоприемник, расположенный в фокусе объектива, и блок обработки, электрически соединенный с фотоприемником , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , отражатель выполнен в виде двух призменных блоков, каждый из которых состоит из двух пр моугольных призм, соединенных друг с другом катетными гран ми, линейные размеры одного из призменных блоков в два раза больше соответствующих размеров другого, призмы в каждом блоке выполнены из материалов, имеющих отличные друг от друга показатели преломлени , призменные блоки соединены друг с другом одними гипотенузными гран ми призм, имеющих один и тот же показатель преломлени , на свободной части соедин емой гипотенузной грани больщей призмы нанесено отражающее покрытие, призменные блоки ориентированы так, что другие гипотенузные грани призм расположены в плоскости, перпендикул рной к направлению излучени , а марка смещена с оптической оси объектива в плоскости главного сечени  призменных блоков.

   а

   5° Серебришь

   1i.

   (Риг. 5

   (Pu2.Z