SU1416864A1 - Устройство дл измерени угловых перемещений объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть применено дл  измерени  угла поворота объекта в одной плоскости. Цель изобретени  - повышение точности измерени . Пучок света от когерентного источника 1 раздел етс  светоделителем 2 на два пучка, каждый из которых проходит через оптический блок, скрепленный с объектом, попадает на концевой отражатель 4 (или 5), отражаетс  в обратном направлении и образует на выходе светоделител  2 интерференционную картину. При вращении оптического блока 3 длина пути лучей в одном плече интерферометра увеличиваетс , а в другом плече уменьшаетс , при этом интерференционные полосы перемещаютс , пересека  фотоприемник приемного блока 6 и образу  на его выходе последовательность электрических импульсов. Подсчет числа импульсов, пропорционального углу поворота объекта, осуществл етс  с выхода одной из площадок фотоприемника. При пересечении части пучка света, вырезаемой апертурой площадки фотоприемника, гранью призмы оптического блока 3 подключаетс  друга  площадка фотоприемника, апертура которой сдвинута относительно первой по окружности в направлении вращени  оптического блока 3. При смещении пучка с грани призмы вновь подключаетс  перва  площадка фотоприемника. Управление переключением каналов приемного блока 6 осуществл етс  с помощью фотоприемников 7 и 8, расположенных в плечах интерферометра таким образом, что при пересечении пучков света гран ми призм оптического блока лучи, отраженные от зеркальных фасок, попадают на один из фотоприемников . 1 3. п. ф-лы, 3 ил. g (Л

Description

00 Oi

(гда./

Изобретение относитс  к измерительной ;технике, а именно к оптико-механическим ;приборам дл  измерени  угловых величин, ;и может быть использовано, в частности, :дл  прецизионного измерени  любых углов поворота объекта в одной плоскости, напри- ; мер в качестве датчика угол-код.

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

На фиг. 1 представлена схе.ма предлагаемого устройства; на фиг. 2 - апертуры фотопри-емников и взаимное расположение вырезаемых частей светового пучка; на фиг. 3 - структурна  схема приемного блока.

Устройство (фиг. 1) содержит источник 1 света, двухлучевой интерферометр, содержащий светоделитель 2, оптически кольцевой блок 3, выполненный из набора нечетного числа призм, расположенных радиально, с зеркальными фасками, соединеннь1х так, что поверхности призм расположены наклонно к оси вращени , параллельной оси симметрии интерферометра, концевые отражатели 4 и 5, приемный блок 6, два фотоприемника 7 и 8 дл  переключени  каналов в приемном блоке, выходы которых соединены с входом приемного блока.

Приемный блок (фиг. 3) состоит из двух- площадочного 9, 10 фотоприемника, выходы которого соединены с входами усилителей 11 и 12, выходы которых соединены с входами формирователей 13 и 14, выходы которых соединены с входами счетчиков 15 и 16, а выходы счетчиков соединены с входом сумматора 17. Выходы фотоприемников 7 и 8 соединены с входом усилител  18, выход которого соединен с входом формировател  19 управл ющих сигналов, выход которого соединен с входом счетчика 16 второго канала и через инвертор 20 - с вторым входом счетчика 15 первого канала, второй выход которого с гп-го разр да соединен с вторым входом счетчика 16 и через инвертор 20 - с вторым входом счетчика .15, выход сумматора 17 соединен с входом дешифратора 21, выход последнего соединен с входом блока 22 индикации .

Устройство работает следующим образом .

Свет от источника 1 (фиг. 1) падает на плоскопараллельную светоделительную пластину 2 и раздел етс  на два пучка, каждый из которых падает на оптический блок 3, проходит через него и падает на концевой отражатель 4 ( или 5), установленный перпендикул рно лучам, отражаетс  от него и возврапхаетс  по тому же пути до свето- делительной пластины 2, после которой пучки совмещаютс , образу  интерференционную картину на фоточувствительных площадках фотоприемника приемного блока 6. При вращении кольцевого оптического блока 3, закрепленного на объекте, интерференционна  картина перемещаетс  и считы1 аетс  апертурой фотоприемника канала. На фиг. 2 показано положение апертур фотоприемников , расположенных симметрично относительно оси светового пучка, где HI -

часть пучка, попадающа  в апертуры фото- прие.мников 7 и 8, а I и 11 - части пучка , попадающие в апертуры фотоприемника 9 и 10 прие.много блока 6. Части луча I и И каналов могут находитьс  на разных поверхност х, а средн   часть луча

111 - на поверхности зеркальной фаски. Отраженна  от фаски часть луча III попадает на фотоприемник 7, который переключает каналы в приемном блоке. Отключаетс  второй II и включаетс  первый I канал после

5 отсчета заданного числа полос приемным блоком 6 канала I, соответствующих углу поворота оптического блока, при котором весь световой диаметр луча находитс  на одной поверхности. Затем каналы переключаютс  обратно. В случае перехода луча с поверх0 ности одной призмы на поверхность другой сигнал переключени  поступает с противоположного фотоприемника 10, на который попадает часть отраженного от другой зеркальной фаски луча. Операци  переключе5 ПИЯ каналов повтор етс .

Приемный блок 6 работает следующим образом.

Сигналы с фотоприемника 9. И) поступают в усилители 11 и 12, формирователи 13 и 14, счетчики 15 и 16, при этом работает

0 сначала второй канал, т. е. счетчик 16 включен , а счетчик 15 выключен. При попадании света части 111 пучка от зеркальной фаски па одном из фотоприемников 7 или 8 по вл етс  сигнал, который усиливаетс  усилителем 18, поступает в формирователь 19,

5 который формирует сигнал управ. юпи  счетчиками, поступающий на реверсивный вход счетчика 16 и отключает его, в этот момент сигнал поступает также через инвертор 20 па реверсивньп вход счетчика 15 и I ключaeт его. При OICMC- те заданного числа иптерференциоппыч полос в гп-м разр ,1е в счетчике 15 поив.1 - етс  «1, т. е. cni-n;., к(; 1орый отключ;:-, через инвертор 20 этот же счетчик, и вк..ю- чаетс . счетчик 16 и так при переходе пуч

5 ков с одних поверхностей па другие операци  повтор етс . Информаци  со счетчиков 15 и 16 поступает в сумматор 17, который осуществл ет операцию сложени , затем - в дещифратор 21, из которого поступает в блок 22 индикации.

Claims (2)

1. 0. Формула изобретени 

   . Устройство дл  измере1П 5 угловых перемещений объекта, содержащее источник света, двухлучевой интерферометр. содержащий светоделитель, спгический блок, ,. выполненный общим дл  двух jyMCii пнтер- ферометра и предназначаемый дл  кпеп- лени  с объектом, два концевых огра/кагел , установленных перпеидикул но .пучам ;,i)ixo- ДЯП1ИМ из оптического блока, пргл-миьги Г).:-;к,

   0

   установленный на выходе интерферометра, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно снабжено двум  фотоприемниками , установленными по одному в каждом плече интерферометра, выходы которых св заны с входом приемного блока, а оптический блок выполнен в виде набора жестко скрепленных между собой нечетного числа идентичных оптических прозрачных ромбических призм, расположенных радиаль- но относительно оси симметрии, совпадающей с осью вращени  объекта, фасками на ребрах, обращенных в сторону светоделител , с нанесенным на них зеркальным покрытием , а фотоприемники установлены так, что их чувствительные площадки расположены в зоне облучени  лучами света, отраженными от зеркальных фасок.
2. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что приемный блок содержит двухплощадоч- ный фотоприемник, три усилител , три формировател , два счетчика, инвертор, сумматор , дешифратор, блок индикации, причем выходы двухплощадочного фотоприемника евизаны с входами первого .и второго усили.

   5

   0

   телей, вход третьего усилител  св зан с выходами фотоприемников, установленных в плечах интерферометра, выходы усилителей св заны с входами формирователей, выходы первого и второго формирователей св за- пы с первыми входами соответственно первого и второго счетчиков, выход третьего формировател  св зан с вторым входом второго счетчика и через инвертор - с вторым входом пе|)вог(: С ютчика, выходы счетчиков св заны с входом сумматора, выход которого св зан с входом .имшфратора, выход дешифратора св зан с входом блока индикации, выход т-гс) разр д,; ш рвого счетчика св зан с вторым входом iiioporo счетчика ii через инвертор - с BTOjii.iM входом первого счетчика , де ill - разр да первого счетчика , заполн емы; i;pii повороте оптического блока от iio.u Kcu:iH, соответствующего попаданию отра чгнпо - от зеркальной фаски света на один и; фоюприемников, расположенных в плечах интерферометра, до положени , соответствхющего полному смещ.е- нию пучка света с зеркальной фаски на рабочую грань призмы.

   ц1 feqfЦ|

   К