SU1679183A1

SU1679183A1 - Device for determining angular position of an object in range 2

Info

Publication number: SU1679183A1
Application number: SU894712504A
Authority: SU
Inventors: Всеволод Германович Бурачек; Геннадий Алексеевич Гузенко; Татьяна Ивановна Гураль; Валерий Семенович Москаленко; Николай Иванович Овчар
Original assignee: Предприятие П/Я В-2038
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1991-09-23

Abstract

Изобретение позвол ет измер ть угол поворота объекта на дискретное значение в диапазоне 2л и может использоватьс в качестве угломера в делительных машинах. Целью изобретени вл етс повышение чувствительности изменени дискрета угла поворота. Направл ют коллимированный пучок на одну из граней многогранной призмы 1, установленной с возможностью поворота вокруг оси, проход щей через центр призмы. Последовательно переотражают пучок между всеми гран ми призмы 1 и зеркалами 4, расположенными равномерно по окружности на равных рассто ни х от центра призмы, число которых не единицу меньше числа граней призмы. Перехватывают переотраженный пучок приемным блоком 6 и по двум последовательным совмещени м изображени пучка с центром приемного блока суд т о повороте объекта на заданный дискретный угол. Значение дискретного угла может измен тьс путем поворота основани 3 с расположенными на нем зеркалами и контролироватьс двухлучевым интерферометром, концевые уголковые отражатели 10 которого скреплены с основанием . 1 ил (Л С а NJ о 00 CJ ЯThe invention makes it possible to measure the angle of rotation of an object to a discrete value in the range of 2 liters and can be used as a goniometer in dividing machines. The aim of the invention is to increase the sensitivity of change in the discrete angle of rotation. The collimated beam is directed onto one of the faces of a multifaceted prism 1, which is installed with the possibility of rotation around an axis passing through the center of the prism. The beam is successively re-reflected between all faces of the prism 1 and mirrors 4, which are evenly spaced around the circle at equal distances from the center of the prism, whose number is not less than the number of prism faces. The inter-reflected beam is intercepted by the receiving unit 6 and, by two successive alignments of the beam image with the center of the receiving unit, the object is rotated by a given discrete angle. The value of the discrete angle can be varied by rotating the base 3 with mirrors located on it and controlled by a two-beam interferometer, the corner end reflectors 10 of which are attached to the base. 1 silt (L S and NJ about 00 CJ I

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при измерении угловых перемещений объекта на дискретные значени в диапазоне 2 тг, например, в качестве эталонного угломера при работе вместе с делительными машинами ,The invention relates to a measurement technique and can be used when measuring the angular displacement of an object to discrete values in the range of 2 ng, for example, as a reference protractor when working together with dividing machines,

Целью изобретени вл етс повышение чувствительности изменени дискрета угла поворота.The aim of the invention is to increase the sensitivity of change in the discrete angle of rotation.

На чертеже приведена принципиальна схема предлагаемого устройства.The drawing shows a schematic diagram of the proposed device.

Устройство содержит призму 1, выполненную в сечении в виде правильного многоугольника , вал 2, соединенный с центром призмы, основание 3, установленное с возможностью поворота относительно призмы, зеркала 4, число которых на единицу меньше числа граней призмы, коллиматор 5, первый приемный блок б и двухлучевой интерферометр, включающий лазер 7, светоделитель 8, зеркало 9, два концевых уголковых отражател 10 и второй приемный блок 11.The device contains a prism 1, made in a section in the form of a regular polygon, shaft 2 connected to the center of the prism, base 3 mounted rotatably with respect to the prism, mirrors 4, the number of which is one less than the number of faces of the prism, collimator 5, first receiving unit b and a dual-beam interferometer comprising a laser 7, a beam splitter 8, a mirror 9, two end corner reflectors 10 and a second receiving unit 11.

Основание установлено с возможностью поворота в диапазоне t л:/п, где п - число граней призмы. Призма 1 установлена с возможностью поворота вокруг оси вала 2 в диапазоне 2 п . Вал 2 скрепл ют с контролируемым объектом (на чертеже не показан).The base is installed with the possibility of rotation in the range of t l: / p, where n is the number of faces of the prism. Prism 1 is installed with the possibility of rotation around the axis of the shaft 2 in the range of 2 p. Shaft 2 is fastened to a controlled object (not shown in the drawing).

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Формируют коллиматором 5 параллельный пучок лучей и направл ют его на одну из граней призмы 1. Последовательно переотражают его между всеми гран ми призмы 1 и зеркалами 4, после чего перехватывают пучок приемным блоком 6. Совмещают изображение пучка с центром приемного блока и принимают данное положение блока за начало отсчета. При повороте вала 2 на угол, равный 2 тг /п, происходит каждый раз совмещение изображени пучка коллиматора 5 с центром приемного блока 6, при этом фиксируетс дискретное значение угла поворота объекта.The collimator 5 forms a parallel beam of rays and directs it to one of the faces of prism 1. Successively re-reflect it between all faces of prism 1 and mirrors 4, and then intercept the beam with the receiving unit 6. Combine the beam image with the center of the receiving unit and accept this position of the block for the origin. When the shaft 2 is rotated by an angle equal to 2 tg / p, each time the image of the collimator beam 5 is aligned with the center of the receiving unit 6, the discrete value of the angle of rotation of the object is fixed.

Погрешность изготовлени двугранных углов призмы 1 и положени зеркал 4 не- сказываютс на величине угла поворота, а погрешность углового положени вала в п раз меньше соответствующей погрешности оптического блока, состо щего из коллиматора и приемного блока. Дл изменени дискрета квантовани угла после поворота вала 2 на угол 2 п поворачивают основание 3ic закрепленными на нем узлами на угол,The error in making the dihedral angles of the prism 1 and the position of the mirrors 4 do not tell the magnitude of the rotation angle, and the error in the angular position of the shaft is n times smaller than the corresponding error of the optical unit consisting of the collimator and the receiving unit. To change the quantization sampling angle after rotating the shaft 2 through the angle 2, the base 3ic is rotated by the nodes fixed on it by

равный гл. Угол поворота основани фиксируют двухлучевым интерферометром путем счета интерференционных полос. Затем вал 2 вновь поворачивают на угол 2 п . При этом определ ют угловое положение объекта в точках, сдвинутых относительно первой серии измерений на угол 2 п /nm.equal ch. The angle of rotation of the base is fixed by a two-beam interferometer by counting interference fringes. Then the shaft 2 is again rotated at an angle of 2 p. In this case, the angular position of the object is determined at points shifted relative to the first series of measurements by an angle of 2 p / nm.

Провод серию измерений при полном обороте вала 2, определ ют угловое положение объекта впт равноотсто щих точках.The wire series of measurements with a complete rotation of the shaft 2, determine the angular position of the object, vpto equally spaced points.

Поворот основани 3 с размещенными на нем зеркалами приводит к изменению угла между каждой гранью призмы 1 и соответствующим из зеркал 4, образующих угловые зеркала, равномерно расположенные по окружности . Последовательное переотражение пучка в угловых зеркалах, в которых изменен угол при повороте основани 3 на угол, равный гл, приводит к изменению отклонени пучка на входе в приемный блок 6Rotation of the base 3 with mirrors placed on it leads to a change in the angle between each face of the prism 1 and the corresponding one of the mirrors 4, which form angle mirrors evenly spaced around the circumference. Sequential beam re-reflection in the angle mirrors, in which the angle is changed when the base 3 is rotated by an angle equal to hl, leads to a change in the beam deflection at the entrance to the receiving unit 6

по отношению к положению пучка при отсутствии поворота основани на угол, пропорциональный nm, что позвол ет повысить чувствительность устройства к изменению величины дискрета угла квантовани устройства .with respect to the position of the beam in the absence of a base rotation by an angle proportional to nm, which makes it possible to increase the sensitivity of the device to changes in the discrete size value of the device quantization angle.

Claims

Formula of the Invention A device for determining the angular position of an object in the range of 2 tf, containing a prism made in section

the form of a regular polygon, a shaft connected to the center of the prism and mounted rotatably around its axis, the base on which the mirrors are located, the number of which is one less than

the numbers of faces of the prism installed at equal distances from the axis of the shaft, the collimator and the first receiving unit optically coupled to the collimator through the edges of the prism and the mirror, characterized in that

In order to increase the sensitivity of changing the angle of rotation, it is equipped with a laser, a beam splitter, two corner end reflectors connected to the base, and a second receiving unit, forming a two-beam interferometer, and the base is installed with the possibility of rotation relative to the center of the prism.