SU621958A1

SU621958A1 - Photoelectric autocollimation roll sensor

Info

Publication number: SU621958A1
Application number: SU772456523A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Валентинович Адольфов; Иван Михайлович Дементьев; Игорь Владимирович Петрушко; Владимир Георгиевич Серов
Original assignee: Предприятие П/Я В-8337
Priority date: 1977-03-01
Filing date: 1977-03-01
Publication date: 1978-08-30

Description

1one

Изобретение относитс к оптико-механической промышленности и может быть использовано при измерении оптическим способом угла поворота одного объекта относительно другого.The invention relates to the optomechanical industry and can be used when optically measuring the angle of rotation of one object relative to another.

Известны устройства дл измерени углов поворота визуальным способом, содержащие автоколлиматор, установленный на одном объекте, и специальный уголковый отражатель, один из трех двугранных углов которого отличен от пр мого, закрепленный на втором объекте 1.Devices for measuring angles of rotation by a visual method are known, containing an autocollimator mounted on one object and a special corner reflector, one of whose three dihedral angles is different from the direct one, mounted on a second object 1.

Однако точность аналогичных устройств при визуальном методе измерени на пор док ниже, чем точность при фотоэлектрическом методе измерени .However, the accuracy of similar devices in the visual measurement method is an order of magnitude lower than that in the photoelectric measurement method.

Известны также датчики углов поворота, содержащие источник излучени , конденсор , марку, расположенную в фокальной плоскости объектива, светоделитель, установленный на объекте отражатель в виде пр моугольной триппель-призмы, у которой один из трех двугранных углов отличен от пр мого, диафрагму, выполненную в виде щели, образованной двум концентрическими полуокружност ми, фотоприемное устройство , соединенное через усилитель и вычислитель с индикатором угла крена 2.Rotation angle sensors are also known that contain a radiation source, a condenser, a brand located in the focal plane of the lens, a beam splitter, a reflector mounted on an object in the form of a right-angle triple prism, in which one of the three dihedral angles is different from as a slit formed by two concentric semicircles, a photodetector connected through an amplifier and a calculator with a roll angle indicator 2.

В таких датчиках крена используетс только одно автоколлимационное изображение марки, а второе дл обеспечени работы датчика гаситс , но вследствие этого ухудшаетс точность работы датчика.In such roll sensors, only one autocollimation image of the mark is used, and the second is used to extinguish the sensor operation, but as a result, the accuracy of the sensor performance deteriorates.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени .The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

Дл этого в датчике крена вычислитель выполнен в виде вычитающего устройства, фотоприемное устройство выполнено четырехплощадочным , а выходы его диаметрально противоположных площадок попарно соединены и через усилители подключены к входам вычитающего устройства, выход которого соединен с индикатором угла крена.To do this, in the roll sensor the calculator is made in the form of a subtractor device, the photodetector device is made four-square, and the outputs of its diametrically opposite sites are connected in pairs and through amplifiers connected to the inputs of the subtractor device whose output is connected to the roll angle indicator.

На фиг. 1 изобрал ена функциональна схема предлагаемого датчика крена; на фиг. 2 - расположение автоколлимационных п тен в плоскости установки площадок фотоприемного устройства; на фиг. 3 - выходна характеристика датчика крена.FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed roll sensor; in fig. 2 - location of autocollimation spots in the plane of installation of the photoreceiver sites; in fig. 3 - output characteristic of the roll sensor.

Фотоэлектрический автоколлимационный датчик крена состоит из излучател 1, конденсора 2, марки 3, установленной в фокальной плоскости объектива 4, светоделител 5. На объекте 6 закреплена триппельпризма 7, один из трех двугранных углов которой отличен от пр мого. В фокальной нлоскости объектива 4 размещаютс площадки четырехканального фотоприемного устройства 8 (например, четырехплощадочный фотодиод), выводы диаметрально противоположных площадок которого попарно соединены и через усилители 9 и 10 подключены к входам вычитающего устройства 11, выход которого соединен с иидикатором 12 угла крена.The photoelectric autocollimation roll sensor consists of radiator 1, condenser 2, brand 3, installed in the focal plane of lens 4, beam splitter 5. Object 6 has a triple prism 7, one of whose three dihedral angles is different from straight. The focal areas of the lens 4 accommodate four-channel photodetector 8 sites (for example, a four-site photodiode), the terminals of which are diametrically opposite areas are connected in pairs and through amplifiers 9 and 10 are connected to the inputs of the subtractor 11, the output of which is connected to the roll angle indicator 12.

Фотоэлектрический автоколлимациониый датчик крена работает следующим образом .Photoelectric autocollimation roll sensor works as follows.

Световой поток излучател 1 через конденсор 2 освещает марку 3, установленную в фокальной плоскости объектива 4, через объектив световой поток засвечивает отражатель 7, отраженный световой поток засвечивает через объектив 4 и светоделитель 5 площадки четырехканального фотоприемного устройства 8, расположенные в фокальной плоскости объектива 4, либо в непосредственной близости от нее. В последнем случае размытость автоколлимационного изображени марки 3 дает некоторое расширение линейной зоны выходной характеристики датчика крена.The luminous flux of the emitter 1 through the condenser 2 illuminates the mark 3 installed in the focal plane of the lens 4, through the lens the luminous flux illuminates the reflector 7, the reflected luminous flux illuminates through the lens 4 and the beam splitter 5 of the four-channel photodetector 8, or in close proximity to her. In the latter case, the blur of the autocollimation image of mark 3 gives some expansion of the linear zone of the output characteristic of the roll sensor.

Расположение автоколлимационного изобралсени в плоскости установки площадок четырехканального фотоприемного устройства (см. на фиг. 2) зависит от угла взаимного крепа между объективами и не зависит от рассто ни между ними.The location of the autocollimation pattern in the plane of installation of the four-channel photodetector sites (see Fig. 2) depends on the angle of mutual crepe between the lenses and does not depend on the distance between them.

Сигналы, сформулированные на единой нагрузке дл каждой из двух пар диаметрально противоположных площадок фотоприемного устройства 8, сравниваютс друг с другом вычитающим устройством 11, а результат сравнени подаетс на индикатор 12 угла крена.The signals formulated at a single load for each of the two pairs of diametrically opposite sites of the photodetector 8 are compared with each other by the subtractor 11, and the result of the comparison is fed to the roll angle indicator 12.

Таким образом, использу два п тна автоколлимационного изображени марки, можно повысить точность измерени крена по сравнению с известными устройствами. Thus, using two autocollimation marks of the brand, it is possible to improve the accuracy of roll measurement in comparison with known devices.

Кроме того, предлагаемое устройство работоспособно и в том случае, когда два п тна автоколлимационного изображени перекрывают одно другое в плоскости установки чувствительных площадок фотоприемного устройства, что имеет место как в случае работы на больщих дальност х, так в случае работы устройства в широком диапазоне измерени дальности.In addition, the proposed device is operable even in the case when two spots of autocollimation image overlap one another in the plane of installation of sensitive areas of the photoreceiver, which takes place both in the case of work at longer distances and in the case of operation of the device in a wide range of measuring distance .

Claims

1. Popkov, E. D. A device for measuring and accommodating a turn. - In the book. “Automation of assembly work in instrument making, vol. IV, Moscow Higher Technical School, 1975.

2. Forward number 2398482/10, 08.16.76., Cl. From 02B 27/30, according to which the decision was taken to issue the USSR author's certificate.

Vs