SU1469345A1 - Фотоэлектрический автоколлиматор - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  использовани  в бесконтактных системах слежени  за угловым положением . объекта. Целью изобретени   вл етс  увеличение точности и достоверности измерений. Это достигаетс  путем пропускани  излучени  от светодиода 1, экранированного диафрагмой 2, че рез оптический блок 3, состо щий из четырех оптических секторов 4 с пр моугольным профилем, и далее - через объектив 5. Луч, отразившись от отражател  6, мен ет свое направление на противоположное, и пройд  оп ть через объектив 5 и оптический блок 3, попадает на светочувствительные площадки квадрантного фотодиода 7. При перпендикул рности оси к отражателю 6 оптическа  система строит четыре изображени  дийЛрагмы 2 светодиода 1 , расположенные ваттотную к отверстию диафрагмы по диагонал м квадрантного фотодиода. Электронный блок 8 обработки сигнала фиксирует это положение как нулевое. При изменении положени  отражател  6 мен етс  и светораспределение на светочувствительных площадках квадрантного фотодиода 7. При этом суммируюгще усилители и дифферен1щальные усилители электронного блока 8 обработки сигнала фиксируют отклонение отражател  6 .от нулевого положени  по двум взаим- но пе зпендикул рным ос м. 3 ил. 0 СП «.«.

Description

////////f у/////// Фиг. 1

Изобретение относитс  к прецизионной измерительной технике, в частности к измерению углового положени  объектов с помощью оптико-электрон- ных двухкоординатных датчиков угла, и может йыть использовано в составе бесконтактных систем слежени  за угловым положением объекта.

Цель изобретени  - повышение точ- ности и стабильности измерений за счет снижени  светопотерь и устранени  локальных изменений в  ркости излучающей поверхности светодиода.

На фиг. 1 представлена схема пред лагаемого автоколлиматора; на фиг.2- схема обработки сигнала; на фиг.З -. оптический блок.

Фотоэлектрический автоколлиматор содержит (фиг. 1) измеритель в виде светодиода 1 и последовательно установленные по ходу излучени  от светодиода 1 диафрагму 2, оптический блок 3 (фиг. 3), выполненный в виде четырех оптических секторов 4 пр моуголь но го сечени , объектив 5, отражатель 6, предназначенный дл  скреплени  с объектом (не показан) установленный в обратном ходе от отражател  6 позиционно-чувствительный фотоприем- ник в виде квадрантного фотодиода 7, а также электронный блок обработки сигнала (фиг. 2).

Вершины оптических секторов 4 оптического блока 3 (фиг. 3) расположены на оптической оси, а плоские грани перпендикул рны к ней и вплотную примыкают к объектву 5.

Квадрантный фотодиод 7 выполнен с отверстием в центре, диаметр кото рого равен диаметру диафрагмы 2, а размер светочувствительной площадки А, В, С, D со стороной, равной двум диаметрам отверсти  диафрагмы 2, и установлен на диафрагме 2 соосно с ней со стороны отражател  6 таким образом, что линии раздела квадрантов фотодиода 7 совпадают с ребрами оптических секторов 4 оптического блока 3. Угол при вершине каждого и оптических секторов 4 определ етс  из соотношени 

,

где Р - диаметр диафрагмы 2;

f - фокусное рассто ние объектива 5.

5 о

0 45 Q

55

5

Электронный блок обработки сигнала (фиг. 2) включает в себ  суммиру- юрше усилители 8-11 и дифференциальные усилители 12 и 13. Светочувствительные площадки А, В, С, D квадрантов фотодиода 7 (фиг. 1) подключены попарно к входам электронных блоков обработки сигнала. Эта схема превращает квадрантный фотодиод 7 в совокупность двух независиьых дифференциальных фотодиодов 12 и 13.

Устройство работает следующим образом .

Лучи, выход щие из светодиода 1, проход т через оптические секторы 4, объектив 5 и, отразившись от отражател  6,. укрепленного на объекте (не показан), попадают на светочувствительные площадки А, В, С, D квадрантного фотодиода 7. Так как в пр мом и обратном направлени х наход тс  оптические секторы 4, то отраженньй луч отклон етс  от первоначального

направлени .

В случае, когда оптическа  ось автоколлиматора совмещена с нормалью к отражателю 6, укрепленному на объекте (не показан), изображени  отверсти  вплотную примыкают к его отверстию , и расположены вдоль диагоналей квадрантного фотодиода 7. При этом на выходе электронного блока обработки сигналов (фиг. 2) по обеим ос м отмечаютс  нули. При наклоне отражател  6 эти изображени  оказываютс  сдвинутыми что влечет за собой перераспределение энергии, попадающей на светочувствительные площадки А, В, С, D, и электронным блоком обработки сигнала производитс  оценка величины наклона отражател  по двум взаимно перпендикул рным ос м.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Фотоэлектрический автоколлиматор дп  определени  углового положени  объекта, содержащий излучатель в виде светодиода и последовательно установленные по ходу излучени  от светодиода диафрагму, оптический блок, объектив, отражатель, предназначенный дп  скреплени  с объектом, установленный в обратном ходе от отражател  позиционно-чувствительный фотоприемник и блок обработки сигнала,, отличающийс  тем, что.

   фиг. 2

   Составитель В.Минина Редактор Т.Парфенова Техред М.Дидык

   Заказ 1348/46

   Тираж 683

   ВНШШИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Фиг.З

   Корректор В.Гирн к

   Подписное