Устройство контроля угловых перемещений

3 1499122Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бытьиспользовано в точном машиностроении для контроля угловых и линейных5перемещений объекта и является усовершенствованием устройства поавт,св, У 1191732,Цель изобретения - повышение точности измерений угловых перемещений 1 Опутем снижения погрешности, обусловленной ненулевой длительностью фронта стробирующих импульсов.На чертеже представлена схема устройства, 15Устройство содержит оптически связанные источник 1 когерентного излучения, зеркало 2, связываемое с объектом, первый объектив 3, акустооптическую ячейку 4 (АОЯ),второй объектив 5, 20диафрагму 6 и приемник 7 излучения,блок обработки сигнала, содержащийгенератор 8 стробирующих импульсов,модулятор 9, включенный между генератором 8 и электрическим входом акустооптической ячейки 4, бистабильныйпороговый элемент 10 (например,триггер), включенный между выходом генератора 8 и приемником 7 излучения,первый полосовой фильтр 11, настроенный на частоту И-й гармоники, входкоторого соединен с выходом генератора 8, второй полосовой фильтр 12,настроенный на частоту Н-й гармоники,вход которого соединен с выходом приемника 7 излучения, и фазометр 13,входы которого соединены с выходамиполосовых фильтров 11 и 12. Зеркало 2помещается в переднем фокусе объектива 3. 40Устройство работает следующим образом,Пучок света от источника 1 падает на зеркало 2 и преобразуется в скани рующий пучок. Отраженный от зеркала 2 пучок падает на объектив 3 на выходе из которого преобразуется пучок, сканирующий параллельно самому себе и сфокусированный в плоскости распространения акустической волны в АОЯ 4, Пройдя объектив 3, пучок падает под углом Брегга к фронту акустической волны на АОЯ 4, где в результате акустооптического взаимодействия испытывает дифракциюПродифрагированная часть пучка падает на объектив 5, Пройдя объектив 5, продифрагированная часть пучка попадает на при 4емник 7 излучения, помещенный в заднем фокусе объектива 5 и связанныйс вторым входом бистабильного порогового элемента 10 и входом полосовогофильтра 11,Непродифрагированная часть пучкапоглощается диафрагмой 6. Стробирующий импульс с выхода генератора 8стробирующих импульсов поступает навход модулятора 9 несущей частоты ина первый вход бистабильного элемента 10, переводя его в выключенноесостояние, а также на вход полосового фильтра 12, Модулятор 9 работаетв режиме импульсной модуляции. В момент появления импульса от генератора 8 стробирующих импульсов модулятор 9 генерирует радиоимпульс, преобразуемый в АОЯ 4 в ультразвуковуюволну, которая через промежуток времени, равный времени ее пробега отвходного торца АОЯ до пересеченияпучка света, вызывает дифракцию этого пучка.Дифрагированный пучок формирует импульс на выходе приемника 7, который переводит бистабильныйэлемент 10 во включенное состояние,Длительность единичного импульсана выходе бистабильного элемента равна времени распространения ультразвуковой волны от торца АОЯ 4 до опорного светового пучка и определяет угловое смещение объекта.Полосовые фильтры 11 и 12 настроены на частоту М-й гармоники генератора стробирующих импульсов, где номер гармоники Б удовлетворяет неравенствуТ ТМ 7- 1 111 где Т - период следования строб-импульсовв;Д - максимальная погрешностьвременной задержки импульса на выходе приемника иэлучения. Последовательно формирующиес я стробирующие импульсы с генератора 8 поступают на вход полосового фильтра 12 Б-й гармоники. На выходе полосового фильтра 12 выделяется гармонический сигнал с частотой, в И раз превьг шающий частоту следования стробирующих импульсов, и с нулевой фазой,подается на вход фазометра 13 в качестве опорного сигнала,Задержанная последовательность импульсов с приемника 7 излучения1499122где да( - Р 2 (3) Ч Т д 4 где Д(- погрешность измерения фаэометра 13. Формула изобретения 25 Угловое положение объекта ляется оператором по формуле Ч Т Ч о( =(щ + ) И 2 Ропреде(2) Составитель Е,ГлазковаРедактор А,Коэориз Техред Л.Сердюкова Корректор О.Ципле Заказ 4677/36 Тираж 683 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул, Гагарина,10 поступает на полосовой фильтр 11 И-й гармоники, На выходе полосового фильтра 11 появляется гармонический сигнал с частотой И-й гармоники и5 фаэовым сдвигом, пропорциональным расстоянию, проходимому ультразвуковой волной от торца АОЯ 4 до светового пучка. Этот фазовый сдвиг содержит целое число ш периодов 21( и дроб-О ную часть , Фазометр измеряет с погрешностью порядка одной десятой градуса дробную часть Ч( . Число целых периодов щ может быть определено оператором по длительности единичного 15 импульса на выходе бистабильного элемента путем деления этой длительности на период М-й гармоники и вьщеления целой части аналогично прототипу. Выполнение неравенства (1) означает, щ что период Х-й гармоники больше максимальной погрешности определения времени задержки Д, что позволяет точно определить число целых периодов (и и избежать грубых ошибок . 1( - скорость ультразвуковой волны в ЛОЯ;(Г - фокусное расстояние,Погрешность измерения составляет величину Устройство контроля угловых перемещений по авт.св, У 1 91732, о т личающееся тем,что,с целью повышения точности измерения, оно снабжено первым и вторым полосовыми фильтрами, настроенными на частоту И-й гармоники генератора стробирующих импульсов, и фаэометром, причем вход первого полосового фильтра подключен к выходу генератора стробирующих импульсов Вход второго по лосового фильтра подключен к выходу приемника излучения, а выходы полосовых фильтров подключены к фаэометРУ