SU754203A1 - Фотоэлектрическое устройство для измерения угловых разворотов 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к автоматическим углоизмерительным системам.

Известны фотоэлектрические устройства для измерения угловых разворотов контролируемых объектов, содержащие опорные коллима- ⁵ тор и зрительную трубу с окулярным микрометром, имеющие одностороннюю оптическую связь. Эти устрйоства позволяют определить линейные смещения объекта относительно базовой линии и угловые развороты объекта относительно монтажной оси [ 1 ].

Невысокая точность измерений и последующих преобразований линейных величин в угловые, субъективные ошибки оператора ограничивают применяемость таких устройств.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фотоэлектрическое устройство для измерения угловых разворотов, содержащее оптически связанные коллиматор, _м включающий источник излучения и объектив, и устанавливаемый на измеряемом объекте измерительный прибор, включающий объектив, следящую систему и датчик угла. Устройство

2

обладает высокой чувствительностью и возможностью автоматизации процесса измерений и машинной обработки результатов [2].

Однако при наличии больших расстояний между коллиматором и измерительным прибором резко сужается диапазон измерений вследствие ограниченности диаметра объектива коллиматора.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых углов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено следящей системой, фотоприемник которой расположен в фокусе объектива коллиматора, датчиком угла, электрически связанным со следящей системой,н источником излучения, установленным в фокусе объектива измерительного прибора, а источник излучения коллиматора расположен в афокальной плоскости его объектива.

Па чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит коллиматор 1, включающий объектив 2, компенсационный механизм

3, систему 4 подсветки, датчик 5 угла и еле-/

дяшуго систему 6, состоящую из фотоприемника

754203

7, усилителя Н и электропривода 9. Коллиматор имеет взаимную оптическую, связь с измерительным прибором 10, который содержит объектив 11, компенсационный механизм 12, источник 13 излучения, установленный в фокусе объектива 11, датчик 14 угла и следящую систему 15. включающую в себя фотопрйсмник 16, усилитель 17 и электропривод IX.

Оптический тракт коллиматора 1, состоящий из объектива 2 и компенсационного механизма 3, проецирует поступающий в него све- товой поток в плоскость фотоприемника 7. Фотоприемник имеет электрическую связь с усилителем 8, сигнал с которого поступает в электропривод 9, имеющий жесткую кинема- ₁₅ тическую связь с датчиком .5 угла и компенсационным механизмом 3.

Аналогичные связи имеют узлы измерительного прибора 10. Здесь световой поток, проходящий через компенсационный механизм 12, ₂₀

объектив 11, фокусируется в плоскость фотоприемника 16. 'Фотоприемник имеет электрическую связь с электроприводом 18 посредством усилителя 17. Электропривод имеет жесткую кинематическую связь с датчиком 14 уг- 25 ла и компенсационным механизмом 12.

Устройство работает следующим образом.

Система подсветки 4 коллиматора 1 строит изображение тела накала осветителя в нефокальной плоскости объектива 2, формируя тем самым расходящийся пучок лучей а. Часть его лучей проецируется в оптическую систему прибора 10 и строит в плоскости его фотопрйемника 16 изображение светящегося объектива коллиматора 1 в виде светового п^тна. Расходимость пучка лучей а должна быть такой, чтобы при всех максимальных значениях угловых и линейных перемещений измерительный прибор оставался в зоне пучка а.

При наличии· угловых разворотов а и линейных перемещений Δ в плоскости фотоприемника 16 происходит перемещение светового пятна. Сигнал о его перемещении поступает в усилитель 17, электропривод 18, затем посредством кинематической связи в компенсационный ме- ₄₅ ханизм 12 и в датчик 14 утла.

Датчик 14 угла измеряет величину.угла эквивалентную развороту а и смешению Δ. Компенсационный механизм 12 возвращает световое пятно в исходное положение, и еле- ₅θ дящая система приобретает равновесное состояние. Одновременно, выполняя функции компенсации рассогласования, механизм 12 разворачивает параллельный световой пучок δ , сформированный источником излучения и объективом 11. $$

Разворот светового пучка обеспечивает обязательное наведение его на центр объектива 2 коллиматора 1. Пучок 8 проецируется в оптический тракт коллиматора 1, и его лучи строят в плоскости фотоириемника световое пятно. Положение светового пятна на плоскости фотоприемника 7 обусловлено величиной угла у между осью пучка 6 и оптической осью коллиматора 1.

Несимметричное положение светового пятна на плоскости фотоириемника преобразуется в сигнал рассогласования следящей системы коллиматора 1. Сигнал рассогласования поступает в усилитель 8, электропривод 9, затем посредством кинематической связи в компенсационный механизм 3 и датчик 5 утла. Датчик угла измеряет величину угла β , а компенсационный механизм возвращает световое пятно в исходное положение, и следящая система коллиматора 1 приобретает равновесное состояние. Кроме того, разворот расходящегося пучка лучей компенсатора и его симметричное наведение на центр объектива измерительного прибора 1.

Направление световых пучков а и б на чертеже иллюстрирует то положение пучков, при котором происходит взаимное наведение коллиматора 1 и измерительного прибора 10. Операция взаимного наведения обеспечивает определение угла у .измеренного датчиком 5, и угла β , измеренного датчиком 14. Величину взаимного углового перемещения приборов а определяют как сумму измеренных углов £ и β . Суммирование может быть проведено машинным способом, для чего информация датчиков угла должна быть направлена в сумматор.

Предлагаемая система в отличие от известных устройств обеспечивает измерение угловых разворотов контролируемых объективов значительно более удаленных друг от друга, что достигается расходящимся пучком лучей, излучаемым коллиматором. Существенным преимуществом устройства является также то, что компоновка узлов и их функции обеспечивают их взаимное наведение на центры объективов, что позволяет исключить из процесса измерений ошибки, обусловленные изготовлением объективов, и обеспечить работу с минимальной потерей лучистой энергии, т.е. повышает чувствительность и точность приборов.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Фотоэлектрическое устройство для измерения угловых разворотов, содержащее оптически связанные коллиматор, включающий источник излучения и объектив, й устанавливаемый на измеряемом объекте измерительный прибор, включающий объектив, следящую систему и датчик угла, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых

   5 754203

   углов, оно снабжено следящей системой, фотоприемник которой расположен в фокусе объектива коллиматора, датчиком угла,электрически связанным со следящей системой, и источником излучения, установленным в фокусе объектива ₅ измерительного прибора, а источник излучения, коллиматора расположен в афокальной плоскости его объектива.

   6