SU947642A1 - Фотоэлектрический датчик углового положени объекта - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в частности, дл  измерени  углового рассогласовани  между осью датчика и направлением на удаленный свет щийс  объект.

Известен фотоэлектрический датчик углового положени  объекта, содержащий призму, одна грань которой покрыта отражающим покрытием, и два фотоприемника 1).

Недостатком известного датчика  вл етс  низка  точность измерени .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  фотоэлектрический датчик углового положени  объекта, содержащий цилиндрическую линзу и светоприемные устройства , расположенные в фокальных плоскост х линзы, а такие полупрозрачное зеркало 2.

Недостатком известного датчика  вл етс  то, что разделение пучка света от объекта происходит за цилиндрической линзой, пучки света от полупрозрачного зеркала попадают на разные светоприемные устройства , что приводит к относительно высокой погрешности измерени  и вызывает необходимость посто нно следить

за интенсивностью излучени  источника света.

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что фотоэлектрический датчик углового положени  объекта снабжен двум  слоевыми детал ми, оптические оси которых пересекаютс  под углом,

10 равным апертурному углу слоевых деталей , а биссектриса этого угла  вл етс  оптической осью датчика, и второй цилиндрической линзой, расположенной как и перва  ме зду соответст15 вующими выходным торцок слоевой детали и светоприемным устройством.

С целью повышени  чувствительности измерени  светоприемные устройства выполнены в виде линейных матриц фото20 диодов .

Кроме, того, с целью определени  положени  объекта относительно двух координатных осей он-снабжен , рым датчиком, расположенным с первым .

25 во взаимно перпендикул рных плоскост х .

На фиг.1 изображена принципиаль-. на  схема фотоэлектрического датчика углового положени  объекта} на - возможный вариант датчика.

Claims (2)

1. 30 Датчик содержит слоевые Детали 1 цилиндрические линзы 2, светоприемные устройства 3, выполненные в виде линейных матриц фотодиодов. Слоевые детали 1 состо т из чередующихс  между собой оптически прозрачных плоскопараллельных световедущих и светоизолирующих слоев с различными, показател ми преломлени  Причем показатель преломлени  световедущих слоев больше преломлени  све тоизолирующих слоев. Луч света по каждому из световедущих слоев распростран етс  по законам геометрической оптики благодар  полному внутреннему отражению на границах раздела световедущи-х и изолирующих слоев. Поэтому по слоевой детали могут распростран тьс  только те лучи , которые падают на торец детали под углом к ее оптической оси {оптическа  ось лежит в плоскости, парал лельной сЛо м). Слоевые детали 1 размещены в одной плоскости, параллельной координатной оси таким образом, что слои перпендикул рны плоскости, их оптические оси 4 пересекаютс  под углом tf , равным апертурному углу Ч слоевой детали 1, и оптическа  ось 5 датчика служит биссектрисой этого угла. Непосредственно у выходных торцов слоевых деталей 1 размещено по цилиндрической линзе 2, в фЬкальной плоскости каждой линзы 2 распо-ложены светоприемные устройства 3 в виде линейных матриц фотодиодов. датчик работает следующим образо От свет щегос  объекта (не показ но), положение которого-надо опреде лить относительно одной оси координат , совпадающей с направлением оптической оси 5 датчика, на входные торцы обеих слоевых деталей 1 попад ет под некоторым углом пучок света. Пройд  слоевую деталь 1, свет раздел етс  ею на два пучка, угол мекду которьп ш вдвое больше, чем угол, под которым свет вошел во входной т рец слоевой детали 1. Оба пучка на выходе из слоевой детали 1 фокусируютс  линзой 2 на светоприемном устройстве 3 в виде двух тонких све т пшхс  отрезков пр мой. Рассто ние между отрезками пр мых пропорционал но удвоенному углу наклона входного пучка света. Информаци  от одного светоприемного устройства 3 определ ет величину угла координа ной осью и свет щимс  объектом. Рас положение свет щихс  отрезков пр мо на втором светоприемном устройстве 3 определ ет положение свет щегос  объекта относптельно опти,ческой оси 5 датчика слева, справа. Ср нива  рассто ни  между свет иимис  отрезками пр м1 1х на канцзом из свето приемных устройств 3, наход т их разность, определ ют величину рассогласовани  между осью 5 датчика и направлением на контролируемый объект. При точном наведении на объект рассто ни  между отрезками пр мых равны и их разность равна нулю. измерени  рассогласовани  положени  объекта относительно двух взаимно перпендикул рных осей необходимо использовать два однокоординатных датчика (фиг.2), расположенных во взаимно перпендикул рных плоскост х. Дл  уменьшени  габаритов датчика выходные торцы слоевых деталей 1 можно обработать в виде цилиндрических линз. Пpeдлaгae ий датчик может быть использован дл  построени  систем измерени  углового положени  свет щихс  объектов, систем слекени  за ними, а также может быть использован в фотоэлектрических автоколлиматорах дл  измерени  отклонени  зеркальных плоскостей от перпендикул рности к оси автоколлиматора. . Формула изобретени  1.Фотоэлектрический датчик углового положени  объекта, содержащий цилиндрическую линзу и светоприемные устройства, расположенные в фокальных плоскост х линзы, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , он снабжен двум -слоевь и детал ми, оптические оси которых пересекаютс  под углом, равным апертурному углу слоевых деталей, а биссектриса этого угла  вл етс  оптической осью датчика, и второй цилиндрической линзой, расположенной как и перва  между соответствующими выходным торцом слоевой детали и светоприемным устройством. 2.Датчик ПОП.1, отлича ющий с   тем, что, с целью повышени  чувствительности измерени , светоприемные устройства выполнены в виде линейных матриц фотодиодов. 3.Датчик по ПП.1 и 2, о т л ичающийс  тем, что, с целью определени  положени  объекта относительно двух координатных осей, он снабжен вторым датчиком, расположенным с первым во взаимно перпендикул рных плоскост х. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе . 1.Авторское свидетельство СССР W 616531, кл. G 01 В 11/26, 1977.
2. 2.Катыс Г.П. Оптико-электроннаш обработка информации. М., Машиностроение , 1973, с.363-364 (прототип ) . х :