SU1730533A1 - Устройство дл измерени углового положени объекта - Google Patents

Description

ш

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  углового положени  объекта с помощью лазерных измерителей.

Известно устройство дл  измерени  углового положени  объекта, содержащее автоколлимационный датчик, два излучател , дефлектор, объектив, светоделительный кубик , анализатор (диафрагма), конденсатор, фотоприемник и усилитель.

Устройство работает следующим образом .

При отсутствии углового поворота объекта изображени  излучателей проектируютс  на кра  анализатора так, что на фотоприемник приход тс  два равных сигнала в противофазе, суммирование которых на частоте модул тора дает посто нное напр жение , равное нулю. При повороте объекта происходит смещение изображений излучателей, на выходе фотоприемника возникает сигнал, фаза которого определ ет знак рассогласовани , а амплитуда - величину углового перемещени .

Недостатком этого устройства  вл етс  сравнительно низка  точность при измерении углового положени  объекта из-за вли ни  нестабильности пространственного положени  диафрагмы направленности излучателей и вли ни  воздушного тракта, по которому распростран етс  световой поток излучателей.

Известно устройство дл  измерени  углового положени  объекта, содержащее источник коллимированного излучени , два отсчетных узла, предназначенных дл  скреплени  с объектом, светоделительный призменный блок, выполненный в виде призмы типа БС-0° со светоделительным покрытием на второй по ходу пучка лучей грани и пр моугольной призмы, склеенной своей гипотенузной гранью с второй гранью призмы БС-0°, и угловой отражатель, скрепленный со светоделительным блоком так, что входна  грань призмы БС-0° оптически св зана с источником коллимированного излучени , и вычислитель, входы которого подключены к выходам отсчетных узлов.

Однако данное устройство вносит методическую погрешность измерени , так как центр светочувствительности поверхности одного из отчетных узлов и вершина уголкового отражател  разнесены в пространстве. Это приводит к эффекту параллакса, привод щего к тому, что в процессе изменений углового положени  объекта линейные перемещени  центра светочувствительной поверхности и вершины уголкового отражател  будут различны. Разность этих линейных перемещени  приводит к погрешности

измерений. Величина погрешности зависит от разности радиусов вращени  центра отсчетно- го узла и вершины уголкового отражател  и может достигать дес тков микрон разности линейных перемещений и соответственно дес тков секунд уголковых перемещений.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что

0 устройство дл  измерени  углового положени  объекта, содержащее источник коллимированного излучени , два отсчетных узла, предназначенных дл  скреплени  с объектом, светоделительный призменный

5 блок, выполненный в виде призмы типа БС-0° со светоделительным покрытием на второй по ходу пучка лучей грани и пр моугольной призмы, склеенной своей гипотенузной гранью с второй гранью призмы

0 типа БС-0°, и уголковый отражатель, скрепленный со светоделительным блоком так, что входна  грань призмы БС-0° оптически св зана с источником коллимированного излучени , и вычислитель, входы которого

5 подключены к выходам отсчетных узлов, снабжено второй призмой типа БС-0°, св занной со светоделительным призменным блоком через уголковый отражатель так, что выходна  грань блока св зана с входной

0 гранью призмы типа БС-0° и установленной между одним из ртсчетных узлов и уголковым отражателем, а уголковый отражатель выполнен усеченным и второй отсчетный узел установлен так, что его чувствительна 

5 поверхность совмещена с мнимой вершиной отражател .

В предлагаемом устройстве точность измерений повышаетс  за счет того, что линейные перемещени  центра светочувстви0 тельной поверхности отсчетного угла и вершины уголкового отражател  одинаковы , что устран ет погрешности, св занные с эффектом параллакса.

На чертеже изображена схема устрой5 ства дл  измерени  углового положени  объекта.

Устройство содержит основание 1 и установленные на нем источник 2 коллимированного излучени , закрепленные на

0 объекте 3 измерени  два отсчетных узла 4 и 5, уголковый отражатель 6, оптически св занный с вторым отсчет ым узлом 5, мнима  вершина отражател  лежит в одной плоскости со светочувствительной поверх5 ностью отсчетного узла 4, светоделительный блок, состо щий из призмы 7 типа БС-0° и пр моугольной призмы 8, склеенной гипотенузной гранью с призмой 7, дополнительную призму 9 типа БС-0°, установленную между вторым отсчетным

узлом 4 и уголковым отражателем б так, что центр отсчетного узла 4 совмещен с мнимой вершиной уголкового отражател 

6отсчетного электронного регистрирующего звена, состо щего из усилителей 10 и 11, сумматора 12 и регистратора 13, электрически св занного с обоими отсчетными узлами 4 и 5.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии пучок лучей источника 2 коллимированного излучени  направл етс  параллельно основанию 1 в сторону объекта 3 контрол , формиру  базу отсчета, делитс  светоделительной гранью

7типа БС-0° и призмы 6 на два пучка лучей. Один из этих пучков лучей после выходной грани призмы 7 попадает на входную грань дополнительной призмы 9 типа БС-0°, установленной между вторым и отсчетным узлом и уголковым отражателем так, что выходна  грань этой призмы направл ет световой пучок в центр второго отсчетного узла 4, который совмещен с мнимой вершиной углового отражател  и предназначен дл  измерени  изменени  положени  координаты YOI его энергетического центра. Второй световой пучок лучей проходит через пр моугольную призму 8 и, отразившись от боковых граней уголкового отражател  6, попадает на чувствительную площадку первого отсчетного узла 5, который предназначен дл  измерени  изменени  положени  координаты Yoa его энергетического центра. Отсчетный узел 5 устанавливают на таком рассто нии от углового отражател , чтобы длины оптического пути от источника 2 коллимированного из лучени  до отсчетных узлов 4 и 5 были одинаковыми .

Сигналы с выходов отсчетных узлов 4 и 5 усиливаютс  электронными блоками 10 и 11 и подаютс  на вход вычислител  12, при этом компенсируетс  погрешность параллакса и одновременно погрешность, обусловленна  нестабильностью коллимированного излучени  2, а выходной сигнал вычислител  12, пропорциональный углу на- 5 клона объекта 3, регистрируетс  устройством 13.

Аналогично происходит измерение угла наклона объекта в горизонтальной плоскости .

0 Таким образом, использование предлагаемого устройства позвол ет обеспечить повышение точности измерени  угловых положений объекта с помощью лазерных измерителей .

Claims (1)

1. 5 Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  углового положени  объекта, содержащее источник коллимированного излучени , два отсчетных узла, предназначенных дл  скрепле0 ни  с объектом, светоделительный призменный блок, выполненный в виде призмы типа БС-0° со светоделительным покрытием на второй по ходу пучка лучей грани и пр моугольной призмы, скреплен5 ной своей гипотенузной гранью с второй гранью призмы типа БС-0°, уголковый отражатель , скрепленный со светоделительным блоком так, что входна  грань призмы БС-0° оптически св зана с источником коллимиро0 ванного излучени , и вычислитель, входы которого подключены к выходам отсчетных узлов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно снабжено второй призмой типа БС-0°. св занной

   5 со светоделительным призменным блоком через уголковый отражатель так, что выходна  грань блока св зана с входной гранью призмы типа БС-0° и установленной между одним из отсчетных узлов и

   0 уголковым отражателем, а уголковый отражатель выполнен усеченным и второй от- счетный узел установлен так, что его чувствительна  поверхность совмещена с мнимой вершиной этого отражател .