Оптико-электронный преобразователь угла поворота в электрический сигнал

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО А(51) 4 С 01 рр лз ЕНИ ТЕЛЬСТВУ н по -ОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Авторское свидетельство СССРР 1013999, кл. С 08 С 9/Об, 1981.(54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙСИГНАЛ(57) Изобретение предназначено дляиндикации углов поворота контролируемого объекта относительно базового.Целью изобретения является повышениеточности путем устранения зависимости выходного сигнала от неточностейположения плоскости поляризации вполяризаторе и анализаторе, а такжеот искажений, вносимых модулятороми светоделителем. Световой поток отизлучателя 1, пройдя объектив 2 иляризатор 3, поляризуется в направ -ленни плоскости поляризации поляризатора 3. Пластина 4 преобразует линейно поляризованное излучение в циркулярно поляризованное. После модулятора 5 фазы излучение содержит две составляющие с взаимно ортогональными направлениями плоскостей поляризации. На выходе фазосдвигателя 8 образуется смесь волн с разным состояием поляризации. Так как колебания электромагнитных волн перпендикулярны направлению распространения света, то после отражения от отражателя 4 плоскости поляризации световых волн повернутся на двойное значениеПри повороте отражателя 14 и объекта 15 на угол + К плоскости поляризации двух частей излучения повернутся на угЬл, в два раза больший,.и на выходе фотоприемника 11 будет возникать электрический сигнал, по которому судят об угле поворота. 1 ил.Изобретение предназначено дпя индикации углов поворота контролируемого объекта относительно базового,Целью изобретения является повышение точности путем устранения зависимости выходного сигнала от неточностей положения плоскости поляризациив поляризаторе и анализаторе, а также от искажений, вносимых модулятором и светоделителем. 10На чертеже представлена схема пред.ложенного преобразователя,Оптико-электронный преобразовательсодержит излучатель 1 и последовательно расположенные объектив 2, поляризатор 3, четвертьволновый элемент 4,модулятор 5 фазы, размешенный так,что одна его грань параллельна оптической оси преобразователя, жесткозакрепленный на грани модулятора 5 20пьезогенератор 6, светоделитель 7,фазосдвигатель 8, анализатор 9,объектив 10, фотоприемник 11, усилитель 12, фазовый детектор 13, в одномпотоке излучения от светоделителя 725последовательно установлены фазосдвигатель 8 и отражатель 14, предназначенный для скрепления с объектом 15,выполненный двугранным и ориентированный таким образом, что ребро отраожателя 14 составляет угол 22,5 к оптической оси фазосдвигателя 8, в другом потоке от светоделителя 7 последовательно установлены анализатор 9,объектив 10, фотоприемник 11 и усилитель 12, а выход фотоприемника 11через усилитель 12 соединен с фазовым детектором 13.Преобразователь работает следующим 10 образом.Световой поток от излучателя 1, пройдя объектив 2 и поляризатор 3, поляризуется в направлении плоскости поляризации поляризатора 3. Четвертьволновая пластина 4 преобразует линейно поляризованное излучение в циркулярно поляризованное. После модулятора 5 фазы излучение содержит две составляющие с взаимно ортогональными направлениями плоскостей поляризации (вдоль оптической оси и перпендикулярно к ней), Фаза светового излучения одной из составляющих изменяется по отношению к другой с частотой изме нения фазы модулятора 5. В связи с тем, что излучение является смесью электромагнитных волн с разной, длиной, на выходе фаэосдвигателя 8 образуется смесь волн с разным состояниемполяризации, разными знаками и фазами. Прй суммировании этих волн образуется излучение, состоящее из двух частей с равными амплитудами со строго взаимно перпендикулярными направлениями плоскостей поляризации (вдоль оптической оси фазосдвигателя и перпендикулярно к ней), Фазы световых волн этих составляющих непрерывно изменяются друг относительно друга (с частотой звуковых колебаний).Так как колебания электромагнитных волн перпендикулярны направлению распространения света, то после отра. жения от отражателя 14 плоскости поляризации световых волн повернутся на двойное значение угла между плоскостью поляризации падающего и отраженного пучка лучей. Таким образом, при расположении ребра отражателя,под углом 22,к оптической оси фазосдвигателя 8 плоско сти поляриз ации двух частей излучения повернутсяона 45, т. е, оптическая ось фазосдвигатепя 8 и плоскость поляризации буо дут расположены под углом 45 к плоскости поляризации отраженного светоного, потока. Если ребро отражателя 14 расположено строго под углом 22,5 к оптической оси фазосдвигателя 8, то анализатор 9 пропускает проекции двух частей излучения, одинаковых по амплитуде. Суммарный световой поток не модулируется и на выходе фотоприемника 11 переменный сигнал отсутствует, При повороте отражателя 14 и объекта 15 на угол + с 6 плоскости поляризации двух частей излучения повернутся на угол, в два раза больший.Таким образом, на выходе фотоприемника 11 возникает электрический сигнал поворота, амплитуда которого пропорциональна двойной величине угла поворота, а фаза определяется знаком угла, При изменении знака угла фазаосигнала меняется на 180 по отношению к фазе сигнала, поступающего с пьезогенератора 6. Сигнал поворота поступает на один из входов фазового детектора 13.Формула изобретения Оптико-электронный преобразователь угла поворота в электрический сигнал, содержащий излучатель и последователь но расположенные объектив, поляриза13038 Составитель Н.ЗахаренкоТехред Н.Глущенко Корректор М.Самборская Редактор М.Келемеш Заказ 129 5/39 тираж 678 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тор, четвертьволновый элемент, модулятор фазы, размещенный так, что однаего грань параллельна оптической осипреобразователя, жестко закрепленныйна грани модулятора пьезогенератор,фазосдвигатель и анализатор, объектив, фотоприемник, усилитель и амплитудно-фазовый детектор, выход фотоприемника электрически соединен через усилитель с фазовым детектором, 10отличающийся тем, что, сцелью повышения точности, он снабженпредназначенным для скрепЛения с 18 4объектом отражателем, выполненным двухгранным и ориентированным таким образом, что ребро отражателя составоляет угол 22,5 к оптической оси фазосдвигателя, и светоделителем, установленным между модулятором и отражателем, в одном потоке излучения от светоделителя последовательно установлены фаэосдвигатель и отражатель, а в другом - последовательно ус- тановленные анализатор, объектив, фотоприемник и усилитель.