Способ измерения угловых перемещений объекта и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 В 112 ЕТЕНИ ПИСА И аро ли Изобретение измерительной т пользовано для д угловых перемещ зиционирования Цель изобрет сти измерения. На чертеже и ства для реализа ловых перемещенения - повышен оч едставлена схемаии способа измерий объекта. я угГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 759848, кл. 6 01 В 11/26, 1987.. Авторское свидетельство СССР % 1049735, кл, 6 01 В 11/26, 1989.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может врыть использовано для дистанционного измерения усовых перемещений объекта в системах точного позиционирования, Целью изобретения является повышение точности изме 11 ения угловых перемещений. По способу измерения перед анализом положения марок осуществляют поворот изображения одотносится к контрольноехникеи может быть исистанционного измерения ений в системе точного поной из сформированных м к до положения, перпендикулярного нии чувствительности линейки ПЗС, поочередно растягивают их изображения в направлении, перпендикулярном линии чувствительности линейки ПЗС, поочередно анализируют уровень освещенности изображения марок и при уровне меньше порогового, формируют изображение параллельно смещенной марки. В устройство для осуществления способа введены 2 п источника света, 2 п световода, 2 п щелевых диафрагм, второй объектив, цилиндрическая линза, анализатор уровня освещенности, переключатель светодиодов, переключатель шторки, каждый источник света оптически связан с одним световодом и одной щелевой диафрагмой, все щелевые диафрагмы установлены в фокальной плоскости первого объектива, линейка ПЗС установлена в фокальной плоскости второго объектива, выходы линейки ПЗС через анализатор уровня соединен с переключателем шторки и переключателем светодиодов. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. Устройство работает следующим обрзом. Источники света 1, 2 посредством световодов 3, 4 поочередно освещают щелевые диафрагмы 5, 6 и с помощью светоделителя 7 и объектива 8 создают расходящийся оптический пучок, Причем каждь 1 й из источников света 1, 2 оптически связан только с одним иэ световодов 3, 4 и одной из диафрагм 5, 6. Взаимно перпендикулярные ще 18052875 10 15 20 25 35 40 тором уровня и двумя переключателями, авыходы линейки ПЗС через анализатор уровня связаны с соответствующим пере, ключателем. левые диафрагмы 5, 6 расположены в фокальной плоскости объектива 8, Объектив 9 фокусирует часть этого пучка и с помощью светоделителя 10, прямоугольных призм 11, 12, цилиндрической линзы 13 строит изображения щелевых диафрагм в плоскости линейки 14 ПЗС. На линейке ПЗС с помощью зкранизирующей шторки 15 поочередно формируются только информационные изображения щелевых диафрагм 5, 6, Призма 11 поворачивает изображение щелевых диафрагм 5 до положения, перпендикулярного линии чувствительности линейки 14 ПЗС, установленной в фокальной плоскости объектива 9 перпендикулярно изображению щелевых диафрагм 6, Цилиндрическая линза 13 поочередно растягивает изображение щелевых диафрагм 5, 6 в направлении, перпендикулярном линии чувствительности линейки 14. Анализатор 16 уровня поочередно анализирует уровень освещенности иэображения щелевых диафрагм 5, 6 и при уровне меньше порогового подает сигналы на переключатель 17 шторки и переключатель 18 светодиодов, в ре-.зультате формируется параллельно смещенное изображение щелевой диафрагмы, Процесс переключений светодиодов 1, 2, формирования изображений щелевых диафрагм 5, 6 в плоскости линейки 14, анализиро вания уровня освещенности продолжается до тех пор, пока с анализатора 16 уровня не будет получен максимальный (пороговый) . уровень сигнала,ф ор мул а из о 6 рете н ия1. Способ измерения угловых перемещений объекта, заключающийся в том, что поочередно формируют изображения двух протяженных взаимно перпендикулярных пересекающихся марок и поочередно анализируют их положение с помощью линейки ПЗС, установленной в плоскости анализа перпендикулярно изображению соответствующей марки, отл и,ча ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности измерения угловых перемещений, производят формирование изображений дополнительных марок, перед анализом положения изображений марок осуществляют поворот иэображений одной из дополнительных марок, производят поочередное трансформирование изображений марок в плоскости анализа, поочередно определяют уровень освещенности изображений марок, устанавливают значение порогового уровня освещенности, при уровне ниже порогового формируют изображения параллельно смещенной марки, а угловое перемещение определяют путем сравнения координат центров марок в плоскости объекта и их изображений в плоскости анализа.2, Устройство для измерения угловых перемещений объекта, содержащее источник излучения и оптически связанные с ним две щелевые диафрагмы, двасьетовода иобъектив, образующие осветительный блок, и предназначенный для скрепления с объектом приемный блок в виде линейки ПЗС и блока обработки информационных сигналов, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено расположенными в осветительном блоке и источниками изиучения и оптически связанными с ними через светоделитель и щелевыми диафрагмами и и световодами, и установленными в приемном блоке светоде-. лителем, двумя прямоугольными призмами,расположенными соответственно в потоках излучения от светоделителя, шторкой, установленной перед одной из призм с возможностью изменения положения, цилиндрическойлинзой,объективом, анализа, Народн а оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 каз 934 ВНИИ Составитель Н. ЗахаренкоТехред М, Моргентал Корректор Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5