Способ измерения угловых смещений объекта и устройство для его осуществления

(я)5 6 01 В 11/2 И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ СМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение касается высокоточных угловых измерений и может быть использовано для определения углового, положенияориентируемого объекта в одной плоскости.Цель изобретения - повышение точностиизмерения и увеличение диапазона измереий, Устройство содержит источник 1 излучения и последовательно расположенные по ходу пучка коллиматор 2, двулучепреломляющий измеритель в виде последовательно расположенных по ходу излучения . четвертьволновой пластинки 3, поляризатора 4, полупрозрачного светоделителя 5, поляризационного.светоделителя 6, двух фотоприемникрв 7 и 8; установленных в ходе пучков, отраженных от двух светоделителей 5 и 6, и индикатора 9, вход. которого связан с выходами двух фотоприемников 7 и 8. Устройство содержит также возвратно- отражающий блок в виде последовательно установленных по ходу излучения фазовой пластины 10; положительной линзы 11 и установленного в ее фокальной плоскости плоского зеркала. 12, .и предназначаемый щ для скрепления с объектом 13, а также угломерный лимб 14. скрепленный с двулучепреломляющим измерителем. 2 с,и 2 3. и, ф-лы, 1 ил.по ходу пучка коллиматор: 2, двулучепреломляющий измеритель в виде последова- . 40 45 50 55 Изобретение относится к высокоточным угловым измерениям и может быть использовано для определения углового положения ориентируемого объекта водной плоскости.Измерение углов смещения обьекта с помощью авторефлексии, заключающееся в наблюдении линейного смещения шкалы, имеет высокую погрешность и обладает большими энергетическими потерями пучка,Автоколлимационный способ измерений угловых смещений объекта не может обеспечить значительной дальности действия и диапазона измерений. Кроме того, погрешность его достаточно высока. Реализация автоколлимационнога способа сопряжена с большими габаритами измеритель. ной схемы,Цель изобретения - повышение точности измерения и увеличение диапазона измерений.Устройство содержит источник 1 излучения и последовательно расположенные тельно расположенных по ходу излучения четвертьволновой пластинки 3, поляризатора 4, полупрозрачного светоделителя 5, поляризационного светоделителя 6 и двух фотоприемников 7 и 8, установленных в ходе пучков, отраженных от двух светоделителей 5 и 6, и индикатора.9, вход которого связан с выходами двух фотоприемников 7 и 8, возвратно-отражающий блок в виде последовательно установленных по ходу излучения фазовой пластины 10, положительной линзы 11 и установленного в ее фокальной плоскости плоского зеркала 12, предназначаемый для скрепления с объектом 13, а также угломерный лимб 14, скрепленный сдвулучепреломляющим измерителем. Способ измерения угловых смещений осуществляется следующим образом.Пучок от источника 1 излучения коллимируется и попадает на двулучепреломляющий измеритель, в котором пучок последовательно проходит четвертьволновую пластинку 3, поляризатор 4 и два светоделителя 5 и 6. Четвертьволновая пластинка 3 и поляризатор 4 обеспечивают формирование поляризационного пучка, а посредством светоделителей 5 и 6 производят анализ состояния поляризации отраженного пучка. Поляризационный светоделитель 6 формирует линейную поляризацию пучка. Поворачивая двулучепреломляющий измеритель, осуществляют поворот плоскости поляризации пучка и системы координат, которая определяется положением главных 5 10 15 20 плоскостей поляризационного светоделителя 6, азимут поворота измерителя определяют с помощью угломерного лимба 14.Линейно-поляризационный пучок попадает на возвратно- отражающий блок, который жестко связан с контролируемым объектом. При этом объект может наклоняться в плоскости, в которой лежит ортсистемы координат ц, Пучок последовательно проходит фазовую пластинку 10, положительную линзу 11 и попадает на зеркало 12. Отраженный зеркалом 12 пучок опять проходит положительную линзу 11 и фазовую пластинку 12. Фазовая пластинка установлена таким образом, что ее оптическая ось совпадает с оптической осью возвратно-отражающего блока.При нулевом угле падения свет проходит фазовую пластинку параллельно оптической оси, Поляризация пучка не из-. меняется, Отраженный пучок проходит фазовую пластинку под тем же углом. Таким образом, если оптическая ось фазовой пластинки и оптическая ось пучка совпадают, то обратно пучок возвращается без изменения состояния поляризации, В этом случае величина ортогональной компоненты поляризации равна нулю.При наклоне возвратно-отражающегоблока происходит одновременный наклон фазовой пластинки. Угол падения пучка становится ненулевым. Пучок двукратно проходит фаэовую пластинку под углом к оптической оси, испытывая воздействие двулучепреломления. Состояние поляризации пучка изменяется. Пучок из линейно-поляризованного становится эллиптически поляризованным, Величина изменения состояния поляризации отраженного пучка определяется измерителем двулучепреломления. Возвращенный свет попадает на поляриэационный светоделитель6, который пропускает компоненту, поляризованную параллельно оси Х, и отражает компоненту, поляризованную параллельно оси У.Отраженный. поляризационным светоделителем 6 пучок попадает на второй фотоприемник 8. Пропущенный поляризационным светоделителем пучок с помощью, полупрозрачного светоделителя 5 направляется на первый фотоприемник 7. Таким образом, сигнал с первого фотоприемника 7 пропорционален интенсивности компоненты отраженного пучка, которая параллельна плоскости поляризации зондирующего пучка, т, е, оси Х. Сигнал с второго фотоприемника 8 пропорционален интенсивности компоненты отраженного пучка, которая перпендикулярна плоскости, поляризации зондирующего пучка, Величина сигналов с1721437 обоих фотоприемников определяется с помощью индикатора 9. Составитель М. ШрибакТехред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая Редактор И. Шулла Заказ 945 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101г.Формула изобретения 1. Способ измерения угловых смещений объекта, заключающийся в том, что устанавливают на объекте отражающий блок, формируют коллимированный пучок, направляют его на отражающий блок, регистрируют отраженный пучок и определяют угол смещения объекта, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и увеличения диапазона измерений, сформированный коллимированный пучок преобразуют в линейно-поляризованный путем преобразования отраженного пучка в электрический сигнал, регистрируют интенсивности двух ортогональных линейно-поляризованных компонент отраженного пучка, а угловое положение объекта измеря" ют по величине полученных интенсивностей компонент;2. Устройство для измерения угловых смещений объекта, содержащее источник излучения и последовательно располо" женные по ходу излучения коллиматор и отражающий блок, предназначенный для скрепления с объектом, и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и увеличения диапаэона измерений, оно снабжено двулучепреломляющим измерителем, установленным с возможностью вращения вокруг оптической оси и выполненным в виде по следовательно расположенных по ходу излучения Ю 4 пластины, поляризатора, полупрозрачного светоделителя и поляризационного светоделителя, регистратор выполнен в виде двух фотоприемников, 10 установленных по ходу излучения, отраженного от двух светоделителей соответственно, и индикатора, вход которого связан с выходами двух фотоприемников, отражающий блок выполнен в виде последователь но установленных по ходу излученияфазовой пластины, положительной линзы и установленного в его фокальной плоскости плоского зеркала, а устройство снабжено угломернымлимбом, скрепленным с 20 двулучепреломляющим измерителем,3, Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что фазовая пластина выполнена из одноосного негистронного кристалла, а поляриэационный светоделитель ориенти рован так, что его главная плоскость составляет угол 45 к плоскости наклона зеркала отражающего блока.4. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что фазовая пластина выполнена из 30 гиротронного кристалла.