SU587325A1

SU587325A1 - Polarization device for measuring the twisting angles of objects

Info

Publication number: SU587325A1
Application number: SU762318797A
Authority: SU
Inventors: Валерий Викторович Коротаев; Владимир Леонидович Мусяков; Эрнст Дмитриевич Панков; Александр Николаевич Тимофеев
Original assignee: Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1976-02-02
Publication date: 1978-01-05

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к конструкции пол ри зационных устройств дл измерени .углов скручивани объектов.The invention relates to a measurement technique, in particular, to the design of polarization devices for measuring torsion angles.

Известно устройство дл измерени углов 5 скручивани объекта, содержащее основание с расположенными на оси датчиком, выполненным в виде источника излучени , -конденсора , объектива, и приемником, выполненным в виде фотоприемйнка анализатора и модул - ю тора, и отражатель, устанавливаемый на объекте и выполненный в виде пол ризатора и зеркала l .A device for measuring object twist angles 5 is known, comprising a base with a sensor arranged on an axis, made in the form of a radiation source, a condenser, a lens, and a receiver made in the form of a photoreceiver of the analyzer and modulator of a torus, and a reflector mounted on the object and made in the form of a polisher and a mirror l.

Недостатками этого устройства вл ютс мала чувствительность измерений, вызван- is на тем, что пучок лучей дважды проходит анализатор, модул тор и пол ризатор, что приводит к значительным потер м лучистого потока, и сравнительно низка точностьизм&: рений, обусловленна смещением изображени 20 источника света датчика по светочувствительной площадке фотоприемника вследствие иа1шон §вр№ед.The disadvantages of this device are low measurement sensitivity caused by the fact that the beam of rays passes the analyzer, the modulator and the polarizer twice, which leads to significant losses of the radiant flux, and the relatively low accuracy of the & rhenium due to the displacement of the source image 20 sensor light on the photosensitive area of the photodetector due to

Известно также пол ризационное устройство дл измерени углов скручивани объекта,25It is also known polarization device for measuring the twist angles of an object, 25

содержащее основание, расположенный на нем датчик, выполненный в виде объектива, устанленных в его фокальной плоскости двух источников излучени , и приемник, выполненный в виде - объектива, расположенного за ним анализатора , ось пропускани которого составл ет угол ос ми пропускани пол ризаторов и фотоприемника Г2 .containing a base located on it a sensor made in the form of a lens, installed in its focal plane of two radiation sources, and a receiver made in the form of a lens located behind the analyzer, the transmission axis of which is the angle of the axes of polarizers and the photodetector G2 .

Недостаток такого устройства заключает с в низкой точности измерени , вызванной коллимационным ходом лучей от датчика к приемнику. ;The disadvantage of such a device is the low accuracy of measurement caused by the collimation of the rays from the sensor to the receiver. ;

Цель изобретени - увеличение точности измерени .The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy.

Дл этого описываамое устройство сна&жено устанавливаемым на объекте отражающим блоком, выполненным в виде уголкового отражател , и жестко св занной с ним фазовойчетвертьволновой пластинки, расположенаой перед входкюй гранью уголкового отражател , а приемник установлен между источником излучени и объективом датчика, рррсио Нреледнему,To do this, the device described is a sleep unit installed on the object by a reflecting unit made in the form of a corner reflector and a phase quarter-wave plate rigidly connected with it, located in front of the entrance face of the corner reflector, and the receiver is installed between the radiation source and the sensor lens,

На чертеже нзображома принципиальна ;схема устройства.In the drawing, the representation of the principal; device diagram.

Пол ризационное устройство содержит основание (на чертеже не показано), расположенный на нем датчик, выполненный в виде объектива 1, двух источников 2 и 3 излучени , Светоделител 4 и пол ризаторов 5 и 6; приемник, выполненный в виде объектива 7, анализатора 8 и фотоприемника 9, установленный на объекте отражающий блок, выполненный в виде уголкового отражател 10 и жестко св занной с ни.м четвертьволновой пластин ки 11, расположенной перед входной гранью уголкового отражател 10,The polarization device comprises a base (not shown in the drawing), a sensor arranged thereon, made in the form of a lens 1, two sources 2 and 3 of radiation, a beam splitter 4 and polarizers 5 and 6; a receiver made in the form of a lens 7, an analyzer 8 and a photodetector 9, a reflecting unit mounted on the object, made in the form of an angled reflector 10 and a quarter-wave plate 11 rigidly connected with the lower side located in front of the entrance face of the angled reflector 10,

Источники 2 и 3 излучени представл ютсобой установленные в фокальной плоскости объектива 1 светодиоды, питаемые в протифазе; ось пропускани анализатора 8 составл ет угол 45 с ос ми пропускани пол ризаторов 5 и 6, а фотоприемник 9 установлен в фокальной плоскости объектива 7,Sources 2 and 3 of the radiation are LEDs installed in the focal plane of the objective 1, which are powered in protophase; The axis of transmission of the analyzer 8 is an angle of 45 with the axis of transmission of polarizers 5 and 6, and the photodetector 9 is installed in the focal plane of the lens 7,

Устройство работает следующим образом. Параллельный пучок лучей, содержащий две составл ющие от источников 2 и 3, промодулированные в противофазе, с взаимно перпендикул рными плоскост ми пол ризации поступает на отражатель, проходит фазовую четвертьволновую пластинку 11 и отражает- с уголковым отражателем 10 обратно. Г1ройд объектив 7-и анализатор 8, лучистый поступает на фотоприемник 9„ Если взаимного разворота датчика и отражател (объекта ) нет, лучистые потоки различных фаз, поступающие на фотоприемник и обусловленные нстонннками 2 и 3 излучени датчика равны по величине и переменный .сигнал, снимаемый с фотоприемника 9, равен нулю. .При скручивании объекта на угол плоскости пол ризации отраженных.лучистых потоков повернутс относительно нулевого положени на угол 2. , При этом равенство лучистых потоков различных фаз нарушаетс и с фо- топриемника снимаетс переменный сигнал. Фаза сигнала зависит от направлени поворота , а величина -сигнала определ ет величину угла скручивани .The device works as follows. A parallel beam of rays containing two components from sources 2 and 3, modulated in antiphase, with mutually perpendicular polarization planes, goes to a reflector, passes a quarter-wave plate 11 and reflects it with an angled reflector 10 back. The lens 7 is the analyzer 8, the radiant arrives at the photodetector 9 "If there is no reciprocal rotation of the sensor and the reflector (object), the radiant fluxes of different phases arriving at the photoreceiver and due to the external radiation of the sensor 2 and 3 are equal in size and variable from the photodetector 9, is equal to zero. When the object is twisted by the angle of the plane of polarization of the reflected radiant fluxes, it is rotated relative to the zero position by angle 2. In this case, the equality of the radiant fluxes of different phases is violated and the variable signal is removed from the photo receiver. The phase of the signal depends on the direction of rotation, and the magnitude of the signal determines the magnitude of the twist angle.

Таким образом, использование отражающего блока, выполненного в виде уголкового отражател и жестко св занной с ним фазовой четвертьволновой пластинки, обеспечивает увеличение чувствительности и дает возможность работать без изменени угловой ориентировки отраженного пучка, что не приводит Ксмещени м изображени источника по площадке фотоприемника и исключает, св занные с этим погрешности измерени .Thus, the use of a reflecting unit made in the form of a corner reflector and a phase quarter-wave plate rigidly connected with it provides an increase in sensitivity and makes it possible to work without changing the angular orientation of the reflected beam, which does not cause the image displacement of the source across the photodetector area and eliminates Measured errors with this.

Ф-ормула изобретени Invention formula

Пол ризационное з стройство дл измерени углов скручивани объекта, содержащее основание, расположенный на кем датчик, БЫаолненный в виде объектива, установленных в его фокальной плоскости двух источников излучени , например, светодиодов, питаеbLbix в противофазе, и пол ризаторов., устаиоБленных перед источниками излучени , и приемник, выпопненЕ1Ь Й в виде объектива.с расположенного за ним анализатора, ось пропускани которого составл ет угол 45 с ос ми пропускани пол ризаторов, и фотоприеммика , установленного в фокальной плсх;костн объектива приемника, о т л и ч а - ю щ е е с тем, что, с целью увеличени точности измерени , оно снабжено устанавливае .мым на -объекте отражающим блоком. ЕЫполкенным Б виде уголкового отралштел и жестко св занной с 1шм фазовой четвертьволновой пластинки, расположенной перед входной гра1а,ю угаткоБого отраж.ател ; а приемник , установлен между источником иэлученг объективом датчика, соосно последнему. ,A polarization device for measuring the twist angles of an object, containing a base located on the sensor, was filled in the form of a lens, installed in its focal plane of two radiation sources, for example, in antiphase LEDs, and polarizers, installed in front of the radiation sources, and a receiver, disassembled as a lens. with an analyzer located behind it, the transmission axis of which is an angle of 45 ° with the polarization axes of the polarizers, and a photoreception installed in the focal point; bektiva receiver of m and l h a - o f th e fact that, in order to increase the measuring accuracy, it is provided for aligning .mym -objects reflecting unit. An elliptical B view of a corner ottrashtel and a phase quarter-wave plate rigidly connected with a 1shm plate, located in front of the input beam, which is reflected on the reflector; and the receiver is mounted between the source and the sensor lens, coaxially with the latter. ,

Источники информации прин тые во внимание при экспертизе:Sources of information taken into account in the examination:

1.Патент США % 3427108, G 01. , 1969.1.US Patent% 3,427,108, G 01., 1969.

2.Авторское свидетельство № 522406, 01 В 11/26, 1974.2. The copyright certificate number 522406, 01 B 11/26, 1974.