SU783579A1 - Устройство дл контрол углового положени объектов - Google Patents

Description

Устройство относится к области измеритель ной техники и может быть использовано для измерения углового положения объектов бесконтактным способом.

Известны устройства, содержащие неподвижный автоколлиматор, включающий осветитель, ^{1 2} диафрагму с центральной щелью, трубу с объективом и фотоприемником, и вращающуюся в поле зрения автоколлиматора вокруг оси симметрии многогранную призму (1 ].

Недостатком таких устройств является низкая точность измерения.

Наиболее близко по технической сущности к изобретению устройство, содержащее последовательно установленные вращающийся автокодлиматор с вращающейся диафрагмой и плоские отражатели связываемые с объектами [2].

Недостатком устройства является ограничение по помехозащищенности при увеличении требований на точность. _χ

Цель изобретения - увеличение точности контроля.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что устройство снабжено фотоэлектрическим датчиком углового положения, установленным на автоколлиматоре, а щели вращающейся диафрагмы выполнены в виде штриховой миры с псевдослучайным нанесением штрихов.

На фиг. 1 представлено устройство, разрез; на фиг. 2 — конфигурация диафрагмы, закрепленной на трубе автоколлиматора в фокальной плоскости объектива.

Устройство содержит плоские отражатели 1, связываемые с объектами (на чертеже не по — казан), автоколлиматор, включающий осветитель, образованный источником 2 излучения, конденсорной линзой 3 и поворотной призмой 4, диафрагму 5 (см. фиг. 2), содержащую ряд центральных 6 и приемных 7 щелей, трубу 8 с объективом 9, фотоприемник 10 и наклонное зеркало 11, размещенное под углом 45° к оси ОО' трубы 8. Вращение трубы в подшипниках 12 обеспечивается приводом 13. Труба 8 снабжена стеклянным диском 14 с нанесенными на нем радиальными штрихами. Фотоэлектрический датчик углового положения включает диск 14, устройство 15 считывания информации, содержащее осветители и фотоприемники (на фиг. 1

783 не показаны) Оси XYZ (фиг. 1) образуют вращающуюся систему координат, причем ось ОХ совмещена с осью 00*, ось Z направлена по оптической оси коллимированного пучка, а ось У лежит в плоскости наклонного зеркала 11. Диафрагма 5 (см. фиг. 2) содержит ряд параллельных центральных щелей 6, причем центр симметрии совмещен с осью X, а удлиненная сторона направлена,вдоль оси Z, и приемные щели 7, параллельные центральным. Вдоль оси _ч У распределение центральных и приемных щелей оси одинаково и подчиняется числовой последовательности псевдослучайного кода.

Работает предложенное устройство следующим образом.

Лучистый поток источника 2 излучения, сформированный конденсорной линзой 3, с помощью поворотной призмы 4 с посеребренной наклонной гранью фокусируется в плоскость диафрагмы 5, проходит ряд центральных щелей би' коллимируется объективом 9. При этом оптическая ось пучка в пределах трубы автоколлиматора на наклонном зеркале 11 претерпевает излом на 90°. При. вращении трубы, когда направление оси Z совпадает с нормалью к поверхности отражателя 1, коллимированный поток возвращается в автоколлиматор и в плоскости диафрагмы 5 формируется изображение ряда центральных щелей 6. При некотором угле между направлением оси Z и нормали к поверхности отражателя отразившаяся часть лучистого потока, будучи сформированной в изображение ряда параллельных щелей 6, совместится с таким же распределением приемных щелей 7 и попадает на фотоприемник 10, находящийся в поле зрения приемных щелей во все время вращения трубы 8.

’ 4

Полное совмещение изображений щелей 6 со щелями 7 соответствует максимуму сигнала, частичное — определяет сигнал, образованный суммарной плошадью перекрытия изображением щелей 6 приемных щелей 7. В описанном устройстве увеличение точности измерения достигается за счет увеличения крутизны нарастания сигнала без уменьшения ширины элементарной щели, или при заданной точности может быть обеспечено существенное сокращение габаритов фотоэлектрического автоколлиматора. С увеличением псевдослучайного периода крутизна выходного сигнала растет пропорционально и ограничена только абберацнями системы.

Claims (2)

1. Устройство относитс  к области измеритель ной техники и может быть использовано дл  измерени  углового положени  объектов бесконтактным способом. Известны устройства, содержащие неподвижный автоколлиматор, включающий осветитель, диафрагму с центральной щелью, трубу с объективом и фотоприемником, и вращающуюс  в поле зрени  автоколлиматора вокруг оси сим метрии многогранную призму (1 . Недостатком таких устройств  вл етс  низка  точность измерени . Наиболее близко по технической сущности к изобретению устройство, содержащее последо вательно установленные вращающийс  автоколлиматор с вращающейс  диафрагмой и плоские отражатели св зываемые с объектами 2. Недостатком устройства  вл етс  ограничени по помехозащищенности при увеличении требований на точность. Цель изобретени  - увеличение точности кон рол . Поставленна  цель достигаетс  благодар  тому , что устройство снабжено фотоэлектрическим датчиком углового положени , установленным на автоколлиматоре, а щели вращающейс  диафрагмы выполнены в виде щтриховой миры с псевдослучайным нанесением штрихов. На фиг. 1 представлено устройство, разрез; на фиг. 2 - конфигураци  диафрагмы, закрепленной на трубе автоколлиматора в фокальной плоскости объектива. Устройство содержит плоские отражатели 1, св зываемые с объектами (на чертеже не по - казан), автоко.г1лиматор, включаюишй осветитель, образованный источником 2 излучени , кондеисорной линзой 3 и поворотной призмой 4, диафрагму 5 (см. фиг. 2), содержащую р д центральных 6 и приемных 7 щелей, трубу 8 с объективом 9, фотоприемник 10 и наклонное зеркало 11, размещенное под углом 45° к оси ОО трубы 8. Вращение трубы в подщипниках 12 обеспечиваетс  приводом 13. Труба 8 снабжена стекл нным диском 14 с нанесенными на нем радиальными штрихами. Фотозлектрический датчик углового положени  включает диск 14, устройство 15 считывани  информации, содержащее осветители и фотоприемники (на фиг. 1 37 не показаны) Оси XYZ (фиг. 1) образуют вращающуюс  систему координат, причем ось ОХ совмещена с осью ОО, ось Z направлена по оптической оси коллимированного пучка, а ось Y лежит в плоскости наклонного зеркала 11. Диафрагма 5 (см. фиг. 2) содержит р д параллельных центральных щелей 6, причем центр симметрии совмещен с осью X, а удлиненна  сторона направлена,вдоль оси Z, и приемные щели 7, параллельные центральным. Вдоль оси Y распределение центральных и приемных щелей оси одинаково и подчин етс  числовой последовательности псевдослучайного кода. Работает предложенное устройство следующ гм образом. Лучистый поток источника 2 излучени , сфор мированный конденсорной линзой 3, с помощью поворотной призмы 4 с посеребренной наклонной гранью фокусируетс  в плоскость днафраг мы 5, проходит р д центральных щелей 6 и коллимируетс  объективом 9. При этом оптическа  ось пу.чка в пределах трубы автоколлиMaTi ра На наклонном зеркале 11 претерпевает излом на 90°. При.вращении трубы, когда направление оси Z совпадает с нормалью к поверх ности отражател  1, коллимировакный поток возвращаетс  в автоколлиматор и в плоскости диафрагмы 5 формируетс  изображение р да центральных щелей 6. При некотором угле между направлением оси Z и нормали к поверхности отражател  отразивша с  часть лучистого потока , будучи сформированной в изображение р да параллельных щелей 6, совместитс  с таким же распределением приемных щелей 7 и попадает на фотоприемник 10, наход щийс  в поле зрени  приемных щелей во все врем  вращени  трубы 8. Полное совмещение изображений щелей 6 со щел ми 7 соответствует максимуму сигнала, частичное - определ ет сигнал, образованный суммарной гшошадью перекрыти  изображением щелей 6 приемных щелей 7. В описанном устройстве увеличение точносв измерени  достигаетс  за счет увеличени  крутизны нарастани  сигнала без уменьщени  ширины элементарной щели, или при заданной точности может быть обеспечено существенное сокращение габаритов фотоэлектрического автоколлиматора. С увеличением псевдослучайного периода крутизна выходного сигнала растет пропорционально и ограничена только аббераца ьш системы. Формула изобретени  Устройство дл  контрол  углового положени  объектов, содержащее последовательно установленные вращающийс  автоколлиматор с вращающейс  диафрагмой и шюские отражатели , св зываемые с объектами, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  точности контрол , оно снабжено фотоэлектричесКИМ датчиком углового положени , установленным на автоколлиматоре, а .щели вращающейс  диафрагмы выполнены в виде штриховой миры с псевдослучайным нанесением штрихов. Источники информации, прин тые во внима)-ше при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 266236, кл. G 01 В 9/10, 1968:
2. 2.Авторское свидетельство по за вке № 2403762, кл. G 01 В П/ОО, 1977 (прототип).