Устройство для измерения угловых перемещений

,ЯО 113671 А зш б 01 В 126 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(21) 3435348/25-28; 3577680/25-28 (22) 07.05.82 (46) 15.09.84. Бюл.34 (72) В. Г. Бурачек и Н. И. Овчар (53) 531.715.27(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР297863, кл. б 01 В 11/26, 1971,2, Авторское свидетельство СССР757844, кл. 6 01 В Н/26, 1980 (прототип), (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЦЕНИЛ, содержащее статор и ротор, осветительную систему, установленную на статоре, отражательный блок, закрепленный на роторе, п плоских зеркал, установленных на статоре, и регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения,оно снабжено п светоделительными элементами, установленными по кругу на статоре, отражательный блок выполнен в виде в уголковых отражателей, закрепленных по кругу в плоскости, перпендикулярной оптической осн устройства с угловым интервалом 360/а, и выполненных в виде двух скрепленных вершинами трехгранных углов, регистрирующий блок выполнен в виде п фотоприемников, установленных. на статоре, каждый из фотоприемников оптически связан с соответствующим светоделительным элементом, осветительный блок выполнен в виде п источников излучения, а источники излучения, плоские зеркала, светоделительные элементы н уголковые отражатели образуют в + 1 двухлучевых интерферометров.йИзобретение Относится к датчикам уг. ла, используемым в приборостроении для автоматического контроля угловых перемещений объекта.Известно а втоколли мационное устройс гво лля измерения угловых перемещений, содержащее жестко связанный с проверяемым объектом поворотный зеркальный эле. мент, выполненный в виде многогранника, и автоколлиматоры, расположенные в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения О многогранника на проходящих через нее радиусах векторах, центральный угол между которыми обратно пропорционален произве. дению числа граней многогранника на удвоенное число.автоколлиматоров, уменьшенное на единицу . Недостатками известного устройства являются невысокая точность измерений, определяемая автоколлимационными измерительными каналами и их ориентацией, н ограниченный диапазон измерений (измерения могут проводиться только в дискретных точках круга),Наиболее близким к изобретеник является устройство для измерения угловых перемещений, содержащее статор и ротор, осве. тительную систему, установленную на ста. торе, отражательный блок, закрепленный на роторе, п-плоских зеркал, установленных на статоре, и рег истр и руюши й блок( 2(Нелостатком этого устройства является невысокая точность измерений, опрелеляе. мая точностью визирной системы и погрешностями изготовления рабочих поверхностей при многократном отражении световых лучей. 20 25 30 Цель изобретения - повышение точности измерения.Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения угловых перемеще.ний, соЛержагцее статор н ротор, осветитель.ную систему, установленную на статоре, отражательный блок, закрепленный на роторе, и плоских зеркал, установленных на статоре, и регистрирующий блок, снабжено п светоделительнцми элементами, установленными по кругу на статоре, отражательный блок выполнен в виле гп уголковых отражателей, закрепленных по кругу в плоскости, пер. пендикулярной оптической оси устройства с угловым интервалом 360/п 1, и выполнен. ных в виде двух скрепленных вершинами трехгранных углов, регистрирующий блок выполнен в виде и фотоприемников, установленных на статоре, каждый из фотоприемников оптически связан с соответствуюгцим светоделительным элементом, осветительный блок выполнен в внле п источников излучения, а источники излучения, плоские зерка. ла, светолелительные элементы и уголковые отражатели образук т п 11 лвухлучевых интерферометров. 35 40 45 50 55 На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 -- схема включения фотоприемников.Устройство для измерения угловых перемещений содержит ротор 1 (фиг. 1),статор2, осветительную систему, установленнуюна статоре 2 и выполненную в виде и источников 3 излучения, отражательный блок ввиде гп уголковых отражателей 4, закреп.ленных по кругу в плоскости, перпендикуляр.ной оптической оси устройства с угловым ин.тервалом 360/гп, и выполненных в виде двухскрепленных вершинами трехгранных углов,и плоских зеркал 5, установленных на статоре 2, датчик б угла, и светоделительныхэлементов 7, установленных по кругу на ста.торе 2, регистрирующий блок в виде и фотоприемников 8, установленных на статоре 2,каждый из фотоприемников 8 оптически связан с соответствующим светоделительнымэлементом 7, а источники 3 излучения, плоские зеркала 5 светоделительные элементы 7и уголковые отражатели 4 образуют гп + 1двухлучевых интерферометров, блок 9 обработки информации.Устройство на примере одного из общего числа гп + 1 двухлучевых интерферометров работает следующим образом.Световой пучок от источника 3 излучения попадает на светоделительнцй элемент7 и делится на два: первый, пройдя светоделительный элемент 7, попадает на первый отражатель 4, второй, отразившись от него изеркала 5, попадает на второй - диаметраль.но противоположный. Отразившись от уголкового отражателя 4 и пройдя светоделительный элемент 7, два пучка образуют нестационарную ннтерференционную картину приповороте ротора 1. Интерференционные полосы регистрируются фотоприемником 8, скоторого сигналы поступают в блок 9 обработки информации.После обработки одного нз интерферометров блок 9 обработки информации отключает поступление от него сигналов и полключается следующий, имеющий угловую разность.После поочередной обработки всех интерферометров ротор поворачивается наугол 45,В дальнейшем операции поочередного счета полос интерферометрЛми повторяются дополного замыкания круга, а количество полос, зарегистрированных каждым интерферометром, суммируется блоком обработки информации.Работа на данном устройстве проводит.ся в два этапа.На первом этапе проводят поочерелныйсчет полос каждым интерферометром до полного замыкания круга и определяют ценуделения одной полосы в угловых единицах(суммарное количество полос соответству.ет улу 360 ).На втором этапе осуществлякт измере.ние 1 ребуемого угла поворо 1 а объекта (при,г Захаренко авитель Н. д И. Верес Сост женко Техрс Тираж ИПИ Государств о делам изобре Москва, Ж - 3 ПП аПатентэ, гМ. Демчи орректо одписн Редактор М. НелолЗаказ 620/34ВНИ енного ко тени 6 и Раушс Ужгородитета СССР открытийя наб;, д, 4/5 ул Проектная 303лиал этом объект жестко связан с ротором), эа. ключающееся в счете полос в требуемом угловом диапазоне и определяют его значения в угловых единицах через цену деления одной полосы, определенной на первом этапе. Таким образом, с целью повышения точ. ности измерений на каждом из этапов учитываются поправки иэ-за крнволинейности перемещения уголковых отражателей, функ ционально зависящие от угла поворота контролируемого объекта и разностей длин волн источников излучения и расстояний между вершинами уголковых отражателей. При выполнении радиусов поворотов длявсех пар уголковых отражателей равновеликими их значение при обработке данных не учитывается.Применение счета полос в диапазонеуглов до 360 исключает необходимость измерения радиусов вращения уголковых отражателей и длины волны источника (источников) излучения и обеспечивает определение угловой цены деления одной полосы О через сумму полос одного оборота ротораповорот ротора на угол 360)контролируется с высокой степенью точности автоколли.матором.