SU1420361A1 - Фотоэлектрический автоколлиматор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  угловых смещений объектов. Целью изобретени   вл етс  повьппение точности контрол  за счет устранени  вли ни  нестабильности скорости сканировани  зеркала на результаты измерени . ПучоХ лучей осветител  1 проходит через светоделителъ 2, первую диафрлт-мы . - Т- ражаетс  от зеркала 6 и попадает в объектив 7. Часть параллглы- ых п;, ков лучей после объектива 7 отражаетс  от светоде-пител  8, а друга  часть проходит через .него и отражаетс  от отражател  14. Пучки лучей после отрлжени  от сретоделител т В проход т через объс-ктив 7, отражаютс  от зеркала 6, проход т череп йто- рую и третью щеки д1-(афрйг мм 3 и, отража сь от светоделител  2, попада- л ют на фотоприемник 10. Пучки лучей, отраженные От отражател  14, I/

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  угловых смещени объектов.

Цель изобретени  - повышение точности контрол  за счет устранени  вли ни  нестабильности скорости сканировани  зеркала на результаты измерени .

На чертеже представлена функциональна  схема автоколлиматора.

Цифровой фотоэлектрический автоколлиматор содержит осветитель 1 и последовательно установленные походу лучей осветител  1 светоделитель 2, диафрагму 3, вьтолненную в виде трех параллельных щелей, сканатор 4, выполненный в виде пьезокерамического биморфа 5 и скрепленного с ним зеркала 6 и установленный так, что его ось со сканировани  параллельна щел м диафрагмы 3, объектив 7 с фокусным рассто нием f установленный так, что его передн   фокальна  плоскость совмещена с диафрагмой 3, светоделитель 8, установленный так, что нормаль к нему образует с осью сканировани  угол oi , фотоприемники 9 и 10, фотоприемник 9 оптически сопр же с помощью светоделител  2 с первой щелью диафрагмы 3, середина которой расположена на оптической оси авто- коллиматора , втора  и тре ть  щели диафрагмы 3 расположены симметрично относительно линии, проход щей через первую щель и оптически сопр жены

0

5

0

5

0

5

с помощью светоделител  2 с фотоприемником 10, а их середины смещены с- оптической оси автоколлиматора на величину 1 2fgg.. oi , формирователь 1 I , входы которого подключены к фотоприемникам 9 и 10, вычислитель 12, информационные входы которого подключены к выходам формировател  11, генератор 13, выход которого подключен к пьезокерамическому биморфу 5 и к синхронизирующему входу вычислител  12. Отражатель 14 скрепл ют с объектом контрол  (на чертеже не показан).

Автоколлиматор работает следующим образом.

Пучки лучей осветител  1 проход т через светоделитель 2, первую щель ..диафрагмы 3, отражаютс  от зеркала 6 и попадают в объектив 7. Часть параллельных пучков лучей после объектива , 7 отражаетс  от светоделител  8, а друга  часть проходит ч.ереэ него и попадает на отражатель 14.

Пучки лучей, отраженные от светоделител  8, проход т через объектив 7, отражаютс  от зеркала 6, проход т через вторую и третью щели диафрагмы 3 и, отража сь от светоделител  2, попадают на фотоприемник JO.

Пучки лучей, отраженные от отражател  14, проход т через светоделитель 8, объектив 7, отражаютс  от зеркала 6, проход т через первую щель диафрагмы 3 и, отража сь от светоделител  2, попадают на фотоприемник 9.

Сигнал с генератора 13 поступает на пьезокерамический биморф 5 скана- тора, и зеркало 6 совершает колебательное движение вокруг оси сканиро- вани  00 , при этом измен етс  угол .падени  пучков лучей после объектива 7 на второй светоделитель 8 и отражатель 14, что в свою очередь приводит к периодическому смещению автоколли- мационного изображени  первой щели диафрагмы 3 по самой диафрагме 3.

На выходе фотоприемника 9 имеетс  импульс, соответствующий моменту пересечени  автоколлимационного изоб- ражени  первой щели диафрагмы 3 с самой диафрагмой.

На выходе фотоприемника 10 имеетс  два импульса, соответствующие моментам пересечени  автоколлима- ционного изображени  первой щели диафрагмы 3 со второй и третьей щел ми диафрагмы 3, ври этом временной интервал Тд„ между двум  импульсами  вл етс  из выражени - d

оп

(1)

где d

ск

си.

рассто ние между второй и третьей щел ми диафрагмы 3, скорость перемещени  автоколлимационного изображени  щелей диафрагмы 3 по самой диафрагме 3.

Временной интервал Т между первым импульсом с выхода фотоприемника 10 и импульсом фотоприемника 9 определ етс из выражени 

- + 2f,

об Ч

Т V fск

где Jf - угол поворота отражател  14.

Реша  уравнени  (2) и (З) относительно Ц), получаем

Ч

Тх

2f.

L)

2

(3)

45

о5 оп

Сигналы с фотоприемников 9 и 10 поступают на вход формировател  11 импульсов , который из этих сигналов импульса с пр моугольными фронтами. Эти Q импульсы поступают на вход вычислител , 12, который определ ет временной интервал Т между первым импульсом с выхода фотоприемника 10 и импульсом фото г Q

fs

20 25

30

с  

40

45

, оприемника 9 и временной интервал Т между первым и вторым ш тульсами фотоприемника 10, по формуле (3) вычисл ет угол Ср поворота контролируемого объекта. Дл  определени  начала цикла измерени  сигналы с генератора 13 поступают на синхронизирующий вход вычислител  12.

Таким образом, величина (р не зависит от скорости сканировани  V. , следовательно , ее флуктуации не вли ют на результаты измерени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Фотоэлектрический автоколлиматор, содержащий осветитель и последовательно установленные по ходу пучка лучей осветител  светоделитель, диафрагму,- сканатор, вьтолненный з виде пьезе- . керамического биморфа и скрепленного с ним зеркала и установленный так, что его ось сканпровани  параллельна плоскости диафрагмы, объектив, установленный так, что его передн   фокальна  плоскость совмещена с диафрагмой , отражатель, предназначенньп1 .дл  скреплени  с контролируемым объектом, фотоприемник, оптически сопр женный со светоделителем и блок обработки сигналов, отличающийс  тем, что, с ГГЕЛЬЮ повьшени  точности контрол , он снабжен ьторым светоделителем , установлен}а1м между объективом и отражйтёлём так, что нормаль к нему непараллельна оси сканировани  вторым фотоп риемником, а диафрагма вьтолнена в виде трех щелей, параллельных оси сканировани , середина одной из которых расположена на оптической оси автоколлим атора и оптически сопр жена через первый светоделитель с первым фотоприемнШсом, две другие расположены симметрично относительно линии, проход щей через первую щель, оптически сопр жены через первый светоделитель с вторым фотоприемником , а их середины смещены с оптической оси автоколлиматора вдоль линии, параллельной оси сканировани , на величину

   где

   оБ

   ,

   - фокусное рассто ние объектива .