SU1620828A2

SU1620828A2 - Устройство дл измерени угловых перемещений объекта

Info

Publication number: SU1620828A2
Application number: SU884494107A
Authority: SU
Inventors: Вениамин Николаевич Аноховский
Original assignee: Предприятие П/Я В-8062
Priority date: 1988-10-17
Filing date: 1988-10-17
Publication date: 1991-01-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени угла поворота объекта Целью изобретени вл етс повышение точности измерени за счет уменьшени нелинейности изменени разности длин оптических путей в плечах интерферометра. Пучок лу чей от когерентного источника 1 раздел етс светоделителем 2 на два пучка, каждый из которых проходит через оптический блок. скрепленный с объектом, попадает на концевой отражатель 4 (или 5), отражаетс з обратном направлении и образует на выходе светоделител 2 интерференционную картину. При вращении оптического блока 3 длина пути лучей в одном плече интерферометра увеличиваетс , а в другом плече уменьшаетс , при этом интерференционные полосы перемещаютс , пересека фотоприемник приемного блока 6 и образу на его выходе последовательность электрических импульсов. Подсчет числа импульсов пропорционального углу поворота обьекта осуществл етс с выхода одной из площадок фотоприемника При пересечении части пучка лучей, вырезаемой апертурой фотоприемника , гранью призмы оптического блока 3 подключаетс друга площадка фотоприемника , апертура которой сдвинута относительно первой по окружности в направлении вращени оптического блока 3. При смещении пучка с грани призмы вновь подключаетс перва площадка фотоприемника Управление переключением каналов приемного блока 6 осуществл етс с помощью фотоприемников 7 и 8, расположенных в плечах интерферометра таким образом что при пересечении пучков лучей гран ми призм оптического блока лучи, отраженные от зеркальных фасок, попадают на один из фотоприемников. Скрепление ромбических призм оптического блока под углом к оси вращени так, чтобы биссектрисы углов рабочих входных граней были перпендикул рны оси вращени , обеспечивает минимальную нелинейность изменени разности длин оптических путей в плечах интерферометра. 4 ил fe Os fO о 00 ю 00

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени угла поворота объекта

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени за счет умуньше- ни нелинейности изменени разности длин оптических путей в плечах интерферометра .

На фиг. 1 представлена функциональна схема предложенного устройства; на фиг 2 - апертуры фотоприемников и взаимное расположение вырезаемых частей светового пучка; на фиг 3 - структурна схема приемного блока, на фиг. 4 - зависимость изменени разности хода в плечах интерферометра от угла поворота оптического блока

Устройство содержит (фиг. 1) источник 1 света, двухлучевой интерферометр, содержащий светоделитель 2, оптический кольцевой блок 3, выполненный из набора нечетного числа призм, расположенных радиально, с зеркальными фасками, соединенных так, что поверхности призм расположены наклонно к оси вращени , параллельной оси симметрии интерферометра , концевые отражатели А и 5, приемный блок 6, два фотоприемника 7 и 8, дл переключени каналов в приемном блоке, выходы которых соединены со входом приемного блока.

Приемный блок (фиг, 3) состоит из двух- площадочного 9 и 10 фотоприемника, выходы которого соединены со входами усилителей 11 и 12, выходы которых соединены с входами формирователей 13 и 14, выходы которых соединены со входами счетчиков 15 и 16, а выходы счетчиков соединены со входом сумматора 17.

Выходы фотоприемников 7 и 8 соединены с входом усилител 18, выход которого соединен с входом формировател 19 управл ющих сигналов, выход которого соединен с входом счетчика 16 второго канала и через инвертор 20 - с вторым входом счетчика 15 первого канала, второй выход которого с m-го разр да соединен с вторым входом счетчика 16 и через инвертор 20 - с вторым входом счетчика 15, выход сумматора 17 соединен с входом дешифратора 21, выход последнего соединен с входом блока 22 индикации.

Устройство работает следующим образом .

Свет от источника 1 (фиг. 1) падает на светоделитель 2 и раздел етс на два пучка , каждый из которых падает на оптический блок 3, проходит через него и падает на концевой отражатель 4 (или 5), установленный перпендикул рно лучам, отражаетс от него и возвращаетс по тому же пути до светоделител 2, после чего пучки совмещаютс , образу интерференционную картину на фоточувствительных площадках фотоприемника приемного блока 6. При вращении кольцедого оптического блока 3, закрепленного на объекте, интерференционна картина перемещаетс и считываетс апертурой фотоприемника (фиг. 3) 11 канала . Апертуры фотоприемников (фиг. 2) расположены симметрично относительно оси светового пучка, где III - часть пучка, попадающа в апертуры фотоприемников 7 и 8, а I и II - части пучка, попадающие в апертуры фотоприемников 9, 10 приемного блока 6. Части пучка I и II каналов могут находитьс на разных поверхност х, а средн часть

пучка III - на поверхности зеркальной фаски . Отраженна часть пучка III от фаски попадает на фотоприемник 7, который переключает каналы в приемном блоке, отключает второй канал II и включает первый I, после отсчета заданного числа полос приемным блоком б каналом 1, соответствующих углу поворота оптического блока, при котором весь световой диаметр луча находилс

0 на одной поверхности. Затем каналы переключаютс обратно. В случае перехода луча с поверхности одной призмы на поверхность другой призмы соответственно сигнал переключени поступает с противополож5 ного фотоприемника 10, на который попадает часть отраженного луча от другой зеркальной фаски, операци переключени каналов повтор етс . Сигналы с фотоприемника 9 и 10 поступают в усилители 11 и 12,

0 в формирователи 13 и 14, в счетчики 15 и 16, при этим работают сначала второй канал, т.е счетчик 16 отключен, а счетчик 15 включен. При попадении света части III пучка от зеркальной фаски на одном из фотоприемников

5 7 или 8 по вл етс сигнал, который усиливаетс усилителем 18, поступает в формирователь 19, который формирует сигнал управлени счетчиками, поступающий на реверсивный вход счетчика 16, и отключает

0 его, в этот момент сигнал поступает также через инвертор 20 на реверсивный вход счетчика 15 и включает его. При отсвете заданного числа интерференционных полос вт-ом разр де в счетчике 15 по вл етс 1,

5 т.е. сигнал, который отключает через инвертор 20 этот же счетчик 15 и включаетс счетчик 16 и так при переходе пучков с одних поверхностей на другие, операци повтор етс . Информаци со счетчиков 15 и 16

0 поступает в сумматор 17, который осуществл ет операцию сложени , затем поступает в дешифратор 21, из которого поступает в блок индикации 22.

На фиг. 4 представлена зависимость из5 менени разности хода в плечах интерферометра от угла поворота оптического блока, крива А - дл случа , когда биссектриса угла рабочих входных граней при оси вращени перпендикул рна этой оси (дл п ти

0 ромбических призм), крива Б - дл случа , когда биссектриса угла рабочих входных граней при оси вращени расположена под произвольным углом к этой оси (дл п ти ромбических призм), крива В -дл случа .

5 когда вместо ромбических призм используетс плоскопараллельна пластина, установленна под углом к оси вращени , причем разность хода измен етс по закону косинуса. Предложенное устройство (крива А) имеет меньшую нелинейность по

сравнению с прототипом (крива Б), так как крива А находитс на более линейной зоне косинусоиды В, что приводит к повышению точности контрол .

Claims

Формула изобретени Устройство дл измерени угловых пеотличающеес тем, что. с целью повышени точности измерени , ромбические призмы оптического блока установлены под углом к оси вращени так, чтобы биссектрисы углов рабочих входных граней при оси вращени были перпендикул рны

ремещений объекта по авт.св. № 1416864, этой оси.

Фиг. 2

фигъ

W ЦО 30

20

ю о

-Ю

-20

-30

-W-50

/

У

TT

v v v А

л

cJ(epad)

л