Оптико-электронный преобразователь угла поворота в электрический сигнал

(61) 1013999 (21) 3800482/2 (22) 07.10,84 (46) 30.06.86. (71) Ленинград Красного Знаме механики и опт (72) Э.Д.Панка (53) 531.7:531 (56) Авторское В 1013999, кл. (54) ОПТИКО-ЭЛ ТЕЛЬ УГЛА ПОВО ф сост нию е ени ост ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОтнРытии АНИЕ ИЗОБ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Бюл, У 24ский ордена Трудового ни институт точной . икив и И.М.Пасько(57) Изобретейие относится к области измерительной техники, в частности к устройствам, обеспечивающим индикацию углов поворота контролируемого объекта относительно базового (во- круг линии, их соединяющей), и может применяться в станкостроении и геодезии. Целью изобретения является повышение точности путем устранения влияния неравномерности положения плоскости поляризации по световому полю, Поток излучения от излучателя, пройдя объектив, поляризатор, поляри зуется. в направлении плоскости поляризации поляризатора. Четвертьволновая пластина преобразует линейно поляризованное излучение в. циркулярно поляризованноеПосле модулятора излучение содержит две составляющие со взаимно ортогональными направлениями плоскости поляризации (вдоль оптической оси и перпендикулярно ей),1241064 А светового излучения одной иэ вляющих изменяется по отношедругой с частотой звуковых аний. В связи с тем, что излупредставляет собой совокупэлектромагнитных волн с разной длиной волны, на выходе оптического фазосдвигателя образуется совокупность волн с разным состоянием поляризации, разными знаками и фазами. При суммировании этих волн образуется излучение, состоящее из двух промодулированных в противофазе частей с равными амплитудами и взаимно перпендикулярными направлениями плоскос. тей поляризации (вдоль оптической Е оси фазосдвигателя и перпендикулярно ей). При угле между оптическимио осями фазосдвигателей 45 амплитуды составляющих будут равны и суммарный световой поток будет не модулирован при любом положении плоскости поляризации анализатора. В этом случае на выходе амплитудно-фазового детектора сигнал будет отсутствовать, При пово. роте фазосдвигателя вместе с анализа. г ром относительно оптического фаза-. (ф сдвигателя на угол + дС одна из состав-. ляющих излучения увеличится прапор" р ционально углу поворота. На выходе фотоприемника возникнет переменный электрический сигнал поворотапропорциональный величине угла поворота в фазе или противофазе. Изобретение- дополнительное к авт. св. У 1013999.илф р1. 1241064 2Изобретение относится к измерн- разными знаками и фазами. При суммительной технике, в частности к устрой- ровании этих волн образуется излучествам, обеспечивающим индикацию углов ние, состоящее из двух промодулироповорота контролируемого объекта от- ванных в противофазе частей с равныносительно базового (вокруг линии,5ми амплитудами и взаимно перпендикусоединяющей их), и может применяться лярными направлениями плоскостей по в станкостроении и геодезии. ляризации (вдоль оптической оси фазоЦелью изобретения является повы- сдвигателя 8 и. перпендикулярно ей).шение точности путем устранения не- . При этом каждая часть излучения соравномерности положения плоскости 10 держит две составляющие, промодулиполяризации. рованные в противофазе. При углеНа чертеже представлена схема между оптическими осями фазосдвигате"опредлагаемого преобразователя, лей 8 и 9 45 амплитуды составляющихОптико-электронный преобразователь равны и суммарный. световой потоксодержит излучатель 1, объектив 2, 15 не модулируется при любом положенииполяризатор 3, четвертьволновую плас- плоскости поляризации анализатора.тину 4, модулятор 5 фазы в виде стек- В этом случае на выходеамплитуднолянного параллелепипеда, пьезогенера- фазового детектора 13 сигнал отсуттор 6, жестко закрепленный.на грани ствует. При повороте фазосдвигатемодулятора 5, генератор 7 напряжения, 0 ля 9 вместе с анализатором 10 отнооптический фазосдвигатель 8, второй.сительно оптического фазосдвигатеоптический фазосдвигатель 9, Оптичес- . ля 8, на угол + Жодна из составляющихкие фазосдвигатели 8 и 9 выполнены излучения увеличивается пропорциоос фазовым сдвигом более 100 и изготрв нально углу поворота. На выходе фото.лены из материала, обладающего двой приемника 12 возникает переменныйным лучепреломлением, Кроме того, электрический сигнал поворота, пропреобразователь содержит анализа- порциональный величине угла поворотор 10. Второй оптический фазосдвига- та в фазе или противофазе (в эависитель 9 расположен между первым. фазо- мости от знака угла):с опорным сигнасдвигателем 8 и анализатором 10, жест- лом, поступающим на детектор 13 отко связан с первым фазосдвигателем 8генератора 7 напряжения.и ориентирован таким образом, что его Неравномерность положения плоскос.оптическая ось составляет угол с опти- ти поляризации анализатора 10 поческой осью анализатора. Устройство световому полю, а также нестабильтакже содержит объектив 11, фотопри- . ность ее положения в небольших предеемник 12 и амплитудно-фазовый детек- З 5 лах не вызывают изменения выходноготор 13. сигнала. На выходе фазового детектоОптико-электронный преобразователь ра 13 всегда нуль при угле между опработает следующим образом. . тическими осями фазосдвигателей 8оПоток излучения от излучателя 1, и 9 равном 45 . При изменении углапройдя объектив 2 и поляризатор 3,40Ы,между оптическими осями на некотополяриэуется в направлении плоскости рую величину сигнал изменяется прополяризации поляризатора 3. Четверть- порционально этойвеличине.волновая пластина 4 преобразует ли- Таким образом,неравномерностьполонейно поляризованное излучение в цир- жения плоскостиполяризации посветово 45чкулярно поляризованное. После модуля- му полюне изменяетвыходнои сигнал.тора 5 фазы излучение содержит две формула изобретениясоставляющие с взаимно ортогональными ООтико-электронный преобразованаправлениями плоскости поляризации тель угла поворота в электрический(вдоль оптической: оси и перпендикуляр- сигнал по авт. св. У 1013999, о тно ей) . Фаза светового излучения од- л и ч а ю щ и й с я тем, что,50ной из составляющих изменяется по от- с целью повышения точности, он снабношению к другой с частотой звуковых жен вторым оптическим фаэосдвигатеколебаний. В связи с тем, что излуче- лем, расположенным между первым фазоние представляет собой совокупность сдвигателем и анализатором, жесткоэлектромагнитных волн с разной длиной связанным с ним и ориентированным таволны, на выходе оптического фазо- ким образом, .что его оптическая осьсдвигателя 8 образуется совокупностьсоставляет угол с оптической осьюволн с разным состоянием поляризации, анализатора,1241064 Заказ 347 8/35Тираж 670 П ВНИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д с 4/ дприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 роизводственно-.полиграфическ Составитель Н. Захаренкодактор А.Лежнина . Техред Л.ОлейникКорректор Л.Пат