SU838343A1 - Устройство дл автоматической стабилизациипРОСТРАНСТВЕННОгО пОлОжЕНи СВЕТОВОгО лучА - Google Patents

Description

Изобретение относится к высокоточным геодезическим измерениям, выполненным прежде всего при геодезическом обеспечении строительства крупных инженерных сооружений,когда требуется задавать опорное напраление световым лучом, и может найти применение при створных измерениях, контроле прямолинейности, наблюдениях за деформациями и смещениями сооружений.

Известны устройства для автоматической стабилизации, в которых в ходе луча размещены оптические элементы, автоматически занимающие под действием силы тяжести стабильное постоянное положение и обеспечивающие тем самым необходимую коррекцию положения луча после прохождения указанных элементов. Такие устройства обеспечивают достаточную стабильность положения светового луча £ 1^] и£2] .

Однако данные устройства не всегда йозволяют устранить воздействие такого важного фактора, как температурные деформации резонатора лазера.

Известны также устройства, основанные на принципе сообщения световому лучу принудительного отклонения с помощью оптических элементов (дефлекторов) в соответствии с сигналом рассогласования, характеризующим отклонение от правильного положения Ез].

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее размещенные по ходу луча дефлекторы, управляемые выходными сигналами фотоприемников, воспринимающих часть светового потока, отраженного светоделителями, размещенными после дефлекторов £4^].

В этом устройстве правильное фиксированное направление задается одной фиксированной точкой, связанной с самим излучателем, и другой фиксированной точкой, связанной со светоделителем. Поэтому такое устройство, чувствительное к угловым смещениям луча, оказывается нечувствительным к линейным смещениям.

также возможным вследствие температурных деформаций.

Цель изобретения - повышение стабильности положения луча путем задания фиксированного направления точками установки двух светоделителей. Каждый из светоделителей оптически сопряжен со своим фотбприемником, управляющим, в свою очередь, своим дефлектором.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства, иллюстрирующая одновременно ход лучей через дефлекторы.

Световой луч направляется через дефлекторы 1,2, за которыми размещены светоделители 3,4, направляющая часть отраженного на них потока - на сопряженные с ними фотоприемники 5,6. В качестве позиционно-чувствительных фотоприемциков могут · быть использованы квадратные фотоприемники, например квадратные фотодиоды. Двухкоординатные дефлекторы могут быть образованы каждый парой биморфных пластин с закрепленными на них зеркалами.

При отклонении стабилизируемого луча от правильного положения, задаваемого, например, центрами светоделителей 3 и 4, происходит перераспределение засветки квадратов фотопрйемников 5 и 6. Сигналы с выхода фотоприемников 5 и 6, зависящие от распределения засветки, поступают на вход.формирователей 7, 8 сигналов управления для дефлектров I, 2. Если падающий световой луч занимает положение Т , то дефлекторы 1,2 должны отклонить его соответственно на углы и для совмещения его с фиксированным направлением. Точно также при перемещении падающего луча в положение II дефлекторы 1,2 должны задавать ему компенсирующие отклонения под углами θύ<2 соответственно.

Таким образом, обеспечивается стабилизация положения луча, прошедшего дефлекторы, в фиксированном направлении как при угловых, так и при линейных смещениях падающего луча.

Точность стабилизации зависит практически от стабилизации положения светоделителей, а также других элементов оптической схемы.

Предлагаемое устройство позволяет заметно снизить влияние линейных смещений падающего луча.

Claims (4)

1. (54) УСТРОЙСТВО.ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ СВЕТОВОГО ЛУЧА также возможным вследствие температурных деформаций. Цель изобретени  - повышение стабильности положени  луча путем задани  фиксированного направлени  точками установки двух светоделителей. Каждый из светоделителей оптически сопр жен со своим фото приемником, управл ющим, в свою очередь, своим дефлектором. На чертеже показана принципиальна  схема предлагаемого устройства, иллюст рирующа  одновременно ход лучей через дефлекторы. Световой луч направл етс  через дефлекторы 1,2., за которыми размещены светоделители 3,4, направл юща  часть отраженного на них потока - на сопр жен ные с ними фотоприемники 5,6. В качест ве позиционно-чувствительных фотоприемНИКОВ могут быть использованы квадрат ные фото приемники, например квадратные фотодиоды. Двухкоординатные дефлекторы могут быть образованы каждый парой биморфных .пластин с закрепленными на них зеркалами. При отклонении стабилизируемого луча от правильного положени , задаваемого, например, центрами светоделителей 3 и 4 происходит перераспределение засветки квадратов фотопрйемников 5 и 6. Сигналы с выхода фотоприемников 5 и 6, завис щие от распределени  засветки, посту пают на вход .формирователей 7, 8 сигналов управлени  дл  дефлектров 1, 2. Есл падающий световой луч занимает положение Т , то дефлекторы 1,2 должны отклонить его соответственно на углы о6 и Ь дл  совмещени  его с фиксированным направлением. Точно также при перемещении падающего луча в положение И дефлекторы 1,2 должны задавать ему компенсирующие отклонени  под углами o6,;j brj соответственно. Таким образом, обеспечиваетс  стабилизаци  положени  луча, прошедшего дефлекторы , в фиксированном направлении как при угловых, так и при линейных смещени х падающего луча. Точность стабилизации зависит практически от стабилизации положени  светоделителей , а также других элементов оптической схемы. Предлагаемое устройство позвол ет заметно снизить вли ние линейных смешений падающего луча. Формула изобретени  Устройство дл  автоматической стабилизации пространственного положени  светового луча, содержащее размещаемые по ходу луча дефлекторы, управл емые выходными сигналами фото приемников воспринимающих часть светового потока, отраженного светоделител ми, размещенными по.сле дефлекторов, о т л и ч а ющ е е с   тем, что, с целью повышени  стабильности положени  луча путем задани  фиксированного направлени  точками установки двух светоделителей, каждый из светоделителей оптически сопр жен ,со своим фотоприемником, управл ющим своим дефлектором. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3684381, кл. 356/138, 1972.
2. 2.Патент ФРГ № 2157113, кл. 42, 6/01, 1972.
3. 3.Патент США № 3724953, кл. 356/153, 1973.
4. 4.Зацаринный А. В. Автоматизаци  высокоточных инженерно-геодезических измерений. М., Недра, 1976, с. 92-93 (прототип).