Способ определения углового положения объекта

Номер патента: 1675668

Автор: Новиков

ZIP архив

Текст

(19) 11/26,601 В 9 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДВтоРСК 0 ИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для определения углового положения объекта. Целью изобретения является повышение точности определения углового положения объекта с частично нанесенным на его поверхность зеркальным покрытием за счет снижения погрешности фиксации исходного положения объекта.Записывают пучок, отраженный от зеркального покрытия объекта, находящегося в исходном положении, на голограмму, После этого возвращают голограмму в исходное положение и освещают пучком 1 когерент ного излучения объект 2. Регистрируют поток . излучения за голограммой.4 фотоприемником 6, а интерференционную картину от наложения пучков, отраженных от двух плоских поверхностей обьекта 2, - фотоприемником 5.Определяют исходное положение по максимальному значению переменной составляющей фототока с фотоприемника 6, а затем по числу периодов колебаний фототока с фотоприемника 5 определяют угловое отклонение объекта 2 от исходного положения. 2 ил.4Изобретение относится к области измерений и предназначено для определенияулового положения объекта в пространствеоптическими методами. Наиболее эффективно применение изобретения для определения углового положения объекта,движущегося по заданной траектории, например, при измерении углового отклонениявращающегося объекта от исходного положения,Целью изобретения является повышение точности определения углового положения объекта с частично нанесеннымзеркальным покрытием за. счет сниженияпогрешности фиксации исходного положения объекта.На фиг, 1 представлена оптическая схема, иллюстрирующая способ определенияуглового положения объекта; на фиг, 2 -зависимость фототока от угла поворота объекта на выходе фотоприемника, регистрирующего поток излучения эа голограммой.Оптическая схема содержит когерентный световой пучок 1, объект 2 с частичнонанесенным зеркальным покрытием, опорный пучок 3, голограмму 4, фотоприемники5 и 6 и блок 7 обработки информации.Способ осуществляется следующим образом.Направляют когерентный световой пучок 1 на объект 2, Часть отраженного отобъекта пучка и опорный пучок 3 направляют на голограмму 4, записанную этими жепучками при нахождении объекта в исходном положении, Другую часть пучка 1, отраженную от двух плоских поверхностейобъекта, регистрируют фотоприемником 5.Поток излучения за голограммой регистрируют фотоприемником 6 и определяют исходное положение объекта помаксимальной амплитуде переменной составляющей фототока. Затем определяютугловое отклонение объекта от исходногоположения, подсчитывая число периодовколебаний фототока на выходе фотоприемника 5 с помощью блока 7 обработки информации.При отражении пучка 1 от объекта вточках, расположенных на расстоянии отоси вращения, интерференционная картинав плоскости голограммы перемещается засчет возникновения дополнительного фазового сдвига волны, отраженной от вращающегося объекта. При этом за голограммойнаблюдается модуляция потока излучения.При малых отклоненияхобъекта от исходного положения форма и период интерферен.ционных полос, образованных когерентнымипучками и зарегистрированных на голограмме, практически совпадают. Наименьший поток излучения проходит через голограмму при расположении максимумов интерференционной картины напротив темных штрихов голограммы. При изменении раз ности фаз волн на 180, что соответствуетизменению их оптической разности хода на половину длины волны, за голограммой наблюдается максимальная освещенность, Существенно. что при нахождении объекта 10 в исходном положении за голограммой наблюдается равномерно освещенное пятно даже при разных волновых фронтах. При больших отклонениях от исходного положения интерференционная картина изме няется, что приводит к появлению заголограммой муаровой картины, период которой уменьшается по мере увеличения углового отклонения. Амплитуда переменной составляющей фототока, пропорционального 20 потоку излучения за голограммой, периодически уменьшается до нуля. Первое нулевое значение амплитуды достигается при периоде интерференционной картины порядка размера д освещенной площадки фотопри емника, что соответствует отклонению объАекта от исходного положения на угол д, который характеризует погрешность определения исходного положения объекта. При 30 интерференции гауссовых пучков амплитуда сигнала уменьшается до нуля не периодически, а монотонно. При сложной форме волновых фронтов пучков в прототипе, в отличие от предлагаемого способа, пятна рав номерной освещенности в плоскостифоточувствительной площадки фотоприемника вообще не наблюдается, При этом амплитуда переменной составляющей фототока в меньшей степени зависит от уг лового положения объекта, что не позволяетрегистрировать его исходное положение с высокой точностью, Поток излучения на входе фотоприемника 5 и его фототок при повороте объекта изменяются по гармоническому зако ну, Подсчет числа периодов колебаний фототока дает информацию об угле поворота, Счет начинается при прохождении объекта через исходное положение, которое определяют по сигналу с фотоприемника 6, регистрирующе го поток излучения за голограммой (на фиг. 2показана зависимость фототока фотоприемника 6 от угла поворота объекта при интерференции пучков с равномерным распределением интенсивности в круглом 55 поперечном сечении диаметром д).При измерениях по указанному способувозможна регистрация фазовой голограммы, позволяющей избежать поглощения излучения в голограмме и использовать благодаря этому когерентные пучки мень1675668 Формула изобретения Фасолин подорогаЮЬеюла Составитель В.Бахтинехред М.Моргентал ектор А.Осауленко Кулак едакт аказ 2993 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский 10 нат "Патент", г. Ужгород, ул.Гага благодаря этому когерентные пучки мень- шей мощности, При этом фотоприемник следует располагать на некотором расстоянии от голограммы, обеспечивающем пространственное разделение волн различных порядков дифракции.Следует отметить, что согласно предложенному способу при сложной форме волнового фронта отраженного от объекта пучка возможно определение исходного положения объекта не только при его поворотах, но и при поступательном перемещении. Это обусловлено тем, что лишь при этом положении объекта интерференционная картина, образованная когерентными пучками в плоскости голограммы, совпадает с интерференционной картиной, зарегистрированной на голограмме.При определении исходного положения объекта сигнал на выходе фотоприемника может обрабатываться различнымиспособами. Наиболее простой иа них - формирование импульса с помощью триггера ймитта при достижении амплитудой сигнала определенного значения,Способ определения углового положения объекта, заключающийся в том, что 5 освещают объект пучком когерентного излучения, определяют исходное положение обьекта и регистрируют интерференционную картину, по которой определяют угловое положение объекта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точностиопределения углового положения объекта с нанесенным частично на его поверхность зеркальным покрытием, предварительно регистрируют на голограмме пучок, отра женный от зеркального покрытия поверхности объекта, находящегося в исходном положении, а при определении исходного положения объекта восстанавливают голограмму, регистрируют за ней интенсивность 20 излучения, преобразуют ее в электрическийсигнал и по максимальной амплитуде переменнЬй составляющей электрического сигнала фиксируют исходное положениеобъекта.

Смотреть

Заявка

4700662, 02.06.1989

Е. И. Новиков

НОВИКОВ ЕВГЕНИЙ ИВАНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01B 11/26, G01B 9/02

Метки: объекта, положения, углового

Опубликовано: 07.09.1991

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-1675668-sposob-opredeleniya-uglovogo-polozheniya-obekta.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ определения углового положения объекта</a>

Похожие патенты