SU1432334A1 - Устройство дл определени поперечных смещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к геодезическому приборостроению и позвол ет повысить точность определени  CMenieHHH. В устр-ве на выходе лазерного излучател  4 установлены фазова  четвертьволнова  пластинка 5 и электрооптический модул тор 6. Втора  четвертьволнова  фазова  пластинка 7 преобразует световой пучок в линейно пол ризованный, падающий на анизотропный клин 10, дополненный изотропным стекл нным клином 9 до плоскопараллельной пластины дл  исключени  преломлени  светового пучка. Устр-во .имеет также анализатор I1, объектив 12 и фотоприемник 13, подключенный через усилитель 14 к фазовому детектору 15, опорный вход которого св зан с генератором 16. 1 ил. IS (Л

Description

4 О9 N9

09

1

Изобретение относитс  к геодезическому приборостроению, в частности к геодезическим приборам дл  определени  поперечных смещений.

Цель изобретени  - повышение точности определени  поперечных смещений .

На чертеже представлена схема устройства дл  определени  попереч ных смещений.

Устройство содержит передатчик 1 и датчик 2, жестко укрепленный на измер емом объекте 3. Передатчик содержит лазерный излучатель 4, фазовую четвертьволновую пластинку 5 электрооптический модул тор 6. .Датчик включает s себ  четвертьволновую пластинку 7, плоскопараллельную пластину 8, состо щую из анизотропного клина 10 и изотропного клина 9, анализатор-пол ризатор II, объектив 12 и фотоприемник13, подключенный через узкополосный усилитель 14 к сигнальному входу фазового детектора 15, Опорный вход ф азо- вого детектора св зан с одним из выходов генератора 16, подключенного другим выходом к электрооптическому модул тору 6. На выходе фазвого детектора включен индикатор 17

Устройство работает следующим образом

Лазерный излучатель 1 посылает пучок света с азимутом & О на фа зГовую четвертьволновую пластинку 5, котора  устанавливаетс  таким образом , чтобы выход щий из нее свет бы круглопол ризован. Круглопол ризо- ванный световой пучок поступает на модул тор 6. Если на модул тор не п дано управл ющее напр жение, то.световой пучок, проход -.через него, не мен ет состо ние пол ризации и, прод  рассто ние L, попадает на четвертьволновую фазовую пластинку 7, преобразующую круглопол ризованный

световой пучок в линейно-пол ризованный с азимутом 9 О , и далее на анизотропный клин 10, добавленный до плоскопараллельной пластины 8 стекл нным изотропным клином 9 дл  исключени  преломлени  светового пучка .

В нулевом положении (т.е. среднем положении по длине клина относитель- но геометрического центра пучюа) поворот вектора линейно пол ризованного света, преобразованного анизо гO

5

0

5

0

ропным клином, находитс  в пр мой зависимости от геометрических параметров клина

C Uletg,

где удельное вращение кварца; 1 - длина образзтощей клина;. - угол при вершине клина.

Пройд  анизотропный клин, линейно пол ризованный световой пучок с азимутом 9 ± с поступает на анализатор 11, который устанавливаетс  таким образом, чтобы азимут его плоскости наибольшего пропускани  был (5 90° ± q .

Следовательно, угол между плоскостью пропускани  анализатора и вектором преимущественных колебаний линейно пол ризованного света, поступающего на анализатор, равен

р /5 - 9 90°

Интенсивность света после анализатора согласно закону Малюса ( 1 Гд cos р) равна нулю и через объектив 12 на фотоприемннк 13 световой сигнал не поступает.

Если датчик сместитс  относительно светового пучка на величину ul, то азимут линейно пол ризованного света станет равным

0г (q ± icp), где () M CiltgS,

то угол fi 90 ±il, а интенсивность света I Igcos (90°± &tf) на выходе анализатора будет отлична от нул .

Таким образом, сигнал с фотоприемника 13 будет пропорционален величине поворота вектора преимущественных колебаний Aq , а следовательно, и линейному перемещению клина и 1. При повороте датчика вокруг оси визировани  на угол ± (угол скручивани ) изменитс  азимут фазовой четвертьволновой пластинки 7, а следовательно , и азимут линейно пол ризованного света за ней. Причем азимут линейно пол ризованного света после фазовой четвертьволновой пластинки станет равным 0 f , а азимут линейно пол ризованного света после клина станет равным 0 i(f + &).

Но в св зи с тем, что азимут плоскости наибольшего пропускани  анализатора 11 также изменитс  на

угол 112 и станет равным П - 90° i i (i + ), то угол между плоскостью пропускани  анализатора и вектором преимущественных колебаний линейно пол ризованного света, поступающего на анализатор, останетс  без изменений , т.е.

р /5 0; - 90

Из этого следует, что интенсивность света на фотоприемнике не зависит от угла скручивани  между излучателем и датчиком и не вносит погрешности в измерение величины линей- ного смешени  и 1.

Б устройстве модул ци  светового потока осуществл етс  модул тором, состо щим из фазовой четвертьволновой пластины и электрооптического кристалла. При подаче на него переменного синусоидального напр жени  с генератора 1 б на выходе из модул тора будет иметь место кругопол ризован- ный свет, проход щий в эллиптически пол ризованный с изменением угла ориентации и угла эллиптичности, в зависимости от модулирующего параметра . Перемена параметра пол ризации будет преобразовыватьс  четвертьволновой пластинкой 7 в гармонические колебани  вектора линейно пол ризованного света с углом Aq ,и анализироватьс  пол ризатором-анализатором

11.

Таким образом, в динамическом режиме при ив св зи с тем, что величину угла q поворота вектора клином в нулевом положении можно не учитьшать , так как эта величина устран  етс  доворотом анализатора на угол

р - ср , интенсивность света за анализатором описьшаетс  выражением

I(t) - cos 2ujsinMt± 2Atfij ,

где ftV - девиаци  вектора;

sincOt

S(t) - модулирующий параметр.

Изготовление плоскопараллельной пластинки 8, состо щей из анизотропного 10 и изотропного 9 клиньев, позвол ет удещевить изготовление анизотропного измерител  и сократить врем  его изготовлени . Точность определени  смещени  характеризуетс  значением ощибки 5 10 мм.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  определени  поперечных смещений, включающее последовательно расположенные неподвижно установленный лазерный излучатель и закрепленные на определ емом объекте анизотропный клиновый элемент, объектив, анализатор, фотоприемник и блок обработки информацми, отличающеес  тем,.что, с целью повышени  точности оно снабжено первой фазовой четв ртьвинтовой пластинкой и электрооптическим модул тором , установленными на выходе лазерного излучател , второй фазовый четвертьволновой пластинкой, установленной перед анизотропным клиновым элеме.нтом и изотропным стекл нным клином, установленнь1м после него и дополн ющим его до плоскопараллельной пластинки.