SU731283A1

SU731283A1 - Photoelectric automatic collimator

Info

Publication number: SU731283A1
Application number: SU772536818A
Authority: SU
Inventors: Аркадий Самсонович Фельдман; Ефим Лазаревич Янкелев
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6495
Priority date: 1977-10-14
Filing date: 1977-10-14
Publication date: 1980-04-30

Description

Изобретение относитс к области перемещений и может быть использовано даа-И-Зме.рени углов поворота. Известны фотоэлектрические автоколлиматоры дл измерени углов поворота, содержащие два источника света, излучение которых модулируетс в противофазе, предметную и анализирующую диафрагмы, объектив, концевой отражатель и фотоприемник При повороте концевого отражател автоколлимационное изображение пред меткой диафрагмы смещени относительно анализирующей, создава при этом переменный сигнал на фотоприем нике, амплитуда и фаза которого пропорциональны величине и направлению смещени 1 и 2. Недостатком известных устройств вл етс зависимость чувствительности от изменени светового потока . Наиболее близким техническим ре шением к изобретению вл етс фотоэлектрический автоколлиматор, содер жащий генератор, два источника све та, подключенных к противофазным выходам генератора, последовательно расположенные по ходу световых лучей предметный растр, объектив и . концевой отражатель, анализирующий растр, фотоприемник и регистрирующий узел. Регистрирующий узел выполнен в виде компенсатора след 1цей системы и потенциометра. Компенсатор механически св зан с движком потенциометра таким образом, что напр жение, снимаемое с движка, пропорционально углу поворота концевого отражател 3. Недостатком данного устройства вл етс низка точность, обусловленна погрешностью определени угла поворота компенсатора, и низкое быстродействие, обусловленное задержками в след щей системе. Цель изобретени - повышение точности и быстродействи автоколлиматора . Поставленна цель достигаетс тем, что автоколлиматор снабжен вторым фотоприемником, делителем светового потока на два канала, в одном из которых расположен анализирующий растр фотоприемник, в другом - второй фотоприемник, а регистрирующий узел выполнен в виде регистров, схемы вычитани и аналого-цифрового преобразовател , к сигнальному и опорному входам котоjoro подключены в мходы соответственно пер в orо и втор фото приемником , выход аналого-цифрового преобразовател соединен с ин ормационным входом каждого из регистров, подключеннЕлх входами разрешени записи к противофазным выходам генератора , а выходами - ко входам схемы вычитани .The invention relates to the field of movement and can be used aa-i-serpentine. Photoelectric autocollimators for measuring angles of rotation are known, containing two light sources whose radiation is modulated in antiphase, object and analyzing diaphragms, lens, end reflector and photodetector. When you turn the end reflector, the autocollimation image with the aperture offset label relative to the analyzer creates a variable signal on the photo The amplitude and phase of which are proportional to the magnitude and direction of displacement 1 and 2. A disadvantage of the known devices is sensitivity dependence on the variations of the luminous flux. The closest technical solution to the invention is a photoelectric autocollimator containing a generator, two light sources connected to the antiphase outputs of the generator, a raster, a lens, and in series along the light rays. an end reflector, an analyzing raster, a photodetector and a registering node. The registering node is made in the form of a compensator trace 1tsey system and a potentiometer. The compensator is mechanically connected to the potentiometer slider in such a way that the voltage removed from the slider is proportional to the angle of rotation of the end reflector 3. The disadvantage of this device is low accuracy due to the error in determining the angle of rotation of the compensator and low response time due to delays in the tracking system. . The purpose of the invention is to improve the accuracy and speed of the autocollimator. The goal is achieved by the fact that the autocollimator is equipped with a second photoreceiver, a divider of the luminous flux into two channels, one of which contains an analyzing raster photodetector, the other is the second photodetector, and The signal and reference inputs of the kohoro are connected to the motors, respectively, by the first per oro and second photo receiver, the output of the analog-digital converter is connected to the informative input of each of the registers, nnAl write resolution inputs to the antiphase outputs of the generator, and outputs to the inputs of the subtraction circuit.

На фиг, 1 представлена схема фотоэлектрического автоколлиматора; на фиг. 2 - расположение анализирующего растра относительно автоколлимационного изображени предметного растра.Fig, 1 shows a photoelectric autocollimator circuit; in fig. 2 shows the location of the analysis raster relative to the autocollimation image of the object raster.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, имеющий два выхода дл противофазных сигналов, два источ .ника 2 света, предметный растр 3, состо щий из двух сдвинутых на половину периода растра частей, кажда из которых освещаетс одним из источников 2 света, расположенный в фокальной плоскости объектива 4 вне его оптической оси концевой отражатель 5, анализирующий растр 6,расположенный сопр женно с предметным растром 3, первый фотоприемник 7, второй фотоприемник 8, светоделитель 9 ,. аналого-цифровой преобразователь 10, регистры 11 и 12, схему 13 вычитани .The device contains a pulse generator 1 having two outputs for antiphase signals, two sources of light 2, a subject raster 3 consisting of two parts shifted by half the period of the raster, each of which is illuminated by one of the sources 2 of light located in the focal plane of the lens 4 outside its optical axis, an end reflector 5, an analyzing raster 6, located adjacent to the object raster 3, the first photoreceiver 7, the second photodetector 8, the beam splitter 9,. A / D converter 10, registers 11 and 12, subtraction circuit 13.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Две половины предметного растра 3 попеременно освещаютс источниками 2 света, Автоколлимационное изображение предметного растра 3 создаётс в плоск-ости анализирую.щего растра бив плоскости второго фотоприемника 8, Прошедшее сквозь анализирую1дай растр б излучение попадает на первый фотоприемник 7, а осветленна с помощью светоделител 9 часть излучени попадает на второй фотоприемник 8. При повороте концевого отражатег1 5 автоколлимационно .е изображение предметного растра 3 смещаетс относительно анализирующего растра 6 и световой поток, попадающий от одного из источников 2 света через одну половину предметного растра 3 на первый фотоприемник 7, увеличиваетс , а. от другого источника 2 светауменьшаетс . При этом сигнал со второго фотоприемника 8 не измен етс , так как он установлен в ходе лучей, не прошедших анализирующую диафрагму,,На сигнальный вход аналого-цифрового преобразовател 10 подаетс сигнал с первого фотоприемника 7, а на опорный вход со второго фотоприемника 8, Число на выходе аналого-цифрового преобразовател 10 пропорционально отношению сигналов с первого 7 и второго 8 фотоприемников, и в промежуток времени ,. когда включен один источникThe two halves of the object raster 3 are alternately illuminated by sources of light 2, the Autocollimation image of the object raster 3 is created in the plane of the analyzing raster of the plane of the second photodetector 8, the radiation that passes through the analysis of the raster b falls on the first photoreceiver 7, and the part 9 The radiation enters the second photodetector 8. When the end reflector 1 5 is rotated by an autocollimation, the image of the object raster 3 is shifted relative to the analyzing raster 6 and the light the flux from one of the light sources 2 through one half of the object raster 3 to the first photodetector 7 increases, and. from another source 2 is reduced. At the same time, the signal from the second photodetector 8 does not change, since it is installed during rays that did not pass the analyzing diaphragm. The signal input from the analog-digital converter 10 is fed to the signal input from the first photodetector 7, and to the reference input from the second photodetector 8, output analog-to-digital Converter 10 is proportional to the ratio of the signals from the first 7 and second 8 photodetectors, and in the time interval. when one source is on

2 света, оно увеличиваетс , а когда включен источник 2 света уменьшаетс . Первое число подаетс на информационный вход одного из регистров, а второе. - на информационный вход другого. На входы разрешени записи каждого из регистров подаетс сигнал с соответствующих противофазных выходов генератора 1. Число на выходе схемы 13 вычитани равное алгебраической разности сел на выходах регистров 11 и 12, при этом раст-ет. Аналогично при повороте концевого отражател 5 в другую сторону световой поток, падающий на первый фотоприемник 7 от5 одного источника 2 света, уменьшаетс , а от второго - увеличиваетс при этом число на выходе схемы 13 вычитани уменьшаетс . Когда автоколлимационное изображение предметного растра 3 расположено симметрично изображению анализирующего 6, то число на выходе схемы 13 вычитани , равно нулю.2 lights, it increases, and when light source 2 is turned on, it decreases. The first number is fed to the information input of one of the registers, and the second. - to the information input of another. The recording resolution inputs of each of the registers are supplied with a signal from the corresponding antiphase outputs of the generator 1. The number at the output of the subtraction circuit 13 equal to the algebraic difference sat at the outputs of the registers 11 and 12, while growing. Similarly, when the end reflector 5 is rotated to the other side, the luminous flux incident on the first photodetector 7 from one light source 2 decreases, and from the second increases the number at the output of the subtraction circuit 13 decreases. When the autocollimation image of the object raster 3 is located symmetrically to the image of the analyzing 6, the number at the output of the subtraction circuit 13 is zero.

Таким образом, введение в автог коллиматор второго фотоприемника и цифрового регистрирующего узла позвол ет .повысить точность и быстродействие измерений, так как отсутствует электромеханическа след ща система, и при изменении величиныThus, the introduction of a second photodetector and a digital recording unit into the autogollimator makes it possible to increase the accuracy and speed of measurements, since there is no electromechanical tracking system, and as the value changes

0 светового потока, падающего на первый и второй фотоприемни.к, отношение световых потоков не измен етс -, а число на выходе схемы вычитани , пропорциональное величине угла пово;рота , остаетс неизменным.0 of the luminous flux incident on the first and second photoreceivers. To, the ratio of the luminous fluxes does not change, and the number at the output of the subtraction circuit, proportional to the angle of rotation, the company remains unchanged.

Claims

1. Goluezovsky Yu.M. Photoelectric autocollimators, - Optomechanical industry, 1970, 5, q. 51,

2,: 7huiiton Wll M., - ancL r cvefopmenf..l959, v- S, 10, P, 7b,

3, US Patent W 3024365, CL, 230-210, 1962 (prototype).