SU1721437A1 - Способ измерени угловых смещений объекта и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  высокоточных угловых измерений и может быть использовано дл  определени  углового, положени  ориентируемого объекта в одной плоскости. Цель изобретени  - повышение точности измерени  и увеличение диапазона измерений . Устройство содержит источник 1 излучени  и последовательно расположенные по ходу пучка коллиматор 2, двулучепрелом- л ющий измеритель в виде последовательно расположенных по ходу излучени  четвертьволновой пластинки 3, пол ризатора 4, полупрозрачного светоделител  5. пол ризационного светоделител  6, двух фотоприемникрв 7 и 8, установленных в ходе пучков, отраженных от двух светоделителей 5 и 6, и индикатора 9, вход которого св зан с выходами двух фотоприемников 7 и 8. Устройство содержит также возвратно- отражающий блок в виде последовательно установленных по ходу излучени  фазовой пластины 10, положительной линзы 11 и установленного в ее фокальной плоскости плоского зеркала: 12, .и предназначаемый дл  скреплени  с объектом 13, а также угло- мерныйлимб 14, скрепленный с двулучепре- ломл ющим измерителем. 2 с.и 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к высокоточным угловым измерениям и может быть использовано для определения углового положения ориентируемого объекта в одной плоскости.

Измерение углов смещения объекта с помощью авторефлексии, заключающееся в наблюдении линейного смещения шкалы, имеет высокую погрешность и обладает большими энергетическими потерями пучка.

Автоколлимационный способ измерений угловых смещений объекта не может обеспечить значительной дальности действия и диапазона измерений. Кроме того, погрешность его достаточно высока. Реализация автоколлимационного способа сопряжена с большими габаритами измерительной схемы.

Цель изобретения - повышение точности измерения и увеличение диапазона измерений.

Устройство содержит источник 1 излучения и последовательно расположенные по ходу пучка коллиматор 2. двулучепреломляющий измеритель в виде последовательно расположенных по ходу излучения четвертьволновой пластинки 3, поляризатора 4, полупрозрачного светоделителя 5, поляризационного светоделителя 6 и двух фотоприемников 7 и 8, установленных в ходе пуч ков, отражен н ых от двух светодел ителей 5 и 6, и индикатора 9, вход которого связан с выходами двух фотоприемников 7 и 8, возвратно-отражающий блок в виде последовательно установленных по ходу излучения фазовой пластины 10, положительной линзы 11 и установленного в ее фокальной плоскости плоского зеркала 12, предназначаемый для скрепления с объектом 13, а Также угломерный лимб 14, скрепленный с двулучепреломляющим измерителем.

Способ измерения угловых смещений осуществляется следующим образом.

Пучок от источника 1 излучения коллимируется и попадает на двулучепреломляющий измеритель, в котором пучок последовательно проходит четвертьволновую пластинку 3,поляризатор 4 и два светоделителя 5 и 6. Четвертьволновая пластинка 3 и поляризатор 4 обеспечивают формирование поляризационного пучка, а посредством светоделителей 5 и 6 производят анализ состояния поляризации отраженного пучка. Поляризационный светоделитель б формирует линейную поляризацию пучка. Поворачивая двулучепреломляющий измеритель, осуществляют поворот плоскости поляризации пучка и системы координат, которая определяется положением главных плоскостей поляризационного светоделителя 6, азимут поворота измерителя определяют с помощью угломерного лимба 14.

Линейно-поляризационный пучок попадает на возвратно- отражающий блок, который жестко связан с контролируемым объектом. При этом объект может наклоняться в плоскости, в которой лежит орт ξ системы координат ξη. Пучок последовательно проходит фазовую пластинку 10, положительную линзу 11 и попадает на зеркало 12. Отраженный зеркалом 12 пучок опять проходит положительную линзу 11 и фазовую пластинку 12. Фазовая пластинка установлена таким образом, что ее оптическая ось совпадает с оптической осью возвратно-отражающего блока.

При нулевом угле падения свет проходит фазовую пластинку параллельно оптической оси. Поляризация пучка не изменяется. Отраженный пучок проходит фазовую пластинку под тем же углом. Таким образом, если оптическая ось фазовой пластинки и оптическая ось пучка совпадают, то обратно пучок возвращается без изменения состояния поляризации. В этом случае величина ортогональной компоненты поляризации равна нулю.

При наклоне возвратно-отражающего ! блока происходит одновременный наклон фазовой пластинки. Угол падения пучка становится ненулевым. Пучок двукратно проходит фазовую пластинку под углом к оптической оси, испытывая воздействие двулучепреломления. Состояние поляризации пучка изменяется. Пучок из линейно-поляризованного становится эллиптически поляризованным. Величина изменения состояния поляризации отраженного пучка определяется измерителем двулучепреломления. Возвращенный свет по- j падает на поляризационный светоделитель j 6, который пропускает компоненту, поляризованную параллельно оси X, и отражает компоненту, поляризованную параллельно оси У.;

Отраженный поляризационным светоделителем 6 пучок попадает на второй фотоприемник 8. Пропущенный поляризационным светоделителем пучок с помощью, полупрозрачного светоделителя 5 направляется на первый фотоприемник 7. Таким образом, сигнал с первого фотоприемника 7 пропорционален интенсивности компоненты отраженного пучка, которая параллельна плоскости поляризации зондирующего пучка, т. е. оси X. Сигнал с второго фотоприемника 8 пропорционален интенсивности компоненты отраженного пучка, которая перпендикулярна плоскости, поляризации зондирующего пучка. Величина сигналов с

1721437 6 обоих фотоприемников определяется с помощью индикатора 9.

Claims (4)

1. Способ измерения угловых смещений объекта, заключающийся в том, что устанавливают на объекте отражающий блок, формируют коллимированный пучок, направляют его на отражающий блок, регистрируют отраженный пучок и определяют угол смещения объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и увеличения диапазона измерений, сформированный коллимированный пучок преобразуют в линейно-поляризованный путем преобразования отраженного пучка в электрический сигнал, регистрируют интенсивности двух ортогональных линейно-поляризованных компонент отраженного пучка, а угловое положение объекта измеря* ют по величине полученных интенсивностей компонент.

2, Устройство для измерения угловых смещений объекта, содержащее источник излучения и последовательно располо'женные по ходу излучения коллиматор и отражающий блок, предназначенный для скрепления с объектом, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и увеличения диапазо на измерений, оно снабжено двулучепреломляющим измерителем, установленным с возможностью вращения вокруг оптической оси и выполненным в виде последовательно расположенных походу излучения Λ/4 пластины, поляризатора, полупрозрачного светоделителя и поляризационного светоделителя, регистратор выполнен в виде двух фотоприемников, установленных по ходу излучения, отраженного от двух светоделителей соответственно, и индикатора, вход которого связан с выходами двух фотоприемников, отражающий блок выполнен в виде последовательно установленных по ходу излучения фазовой пластины, положительной линзы и установленного в его фокальной плоскости плоского зеркала, а устройство снабже-’ но угломерным: лимбом, скрепленным с двулучепреломляющим измерителем.

3. Устройство по п. 2, отличаю щееся тем, что фазовая пластина выполнена из одноосного негистронногокристалла, а поляризационный светоделитель ориентирован так, что его главная плоскость составляет угол 45° к плоскости наклона зеркала отражающего блока.

4. Устройство по п. 2.отл и ч а ю ще ес я тем, что фазовая пластина выполнена из гиротронного кристалла.