Автокаллиматор для измерения углов

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ(11) 5552 81 д-ву -22) Заявлено 04.01.76 (21) 230909 М. Кл,е6 01 В 11/26 исоединение явки осударственныи номит Совета Министров ССС оо делам иэооретенийи открытий Бю 1 летень 15исания 23.06.77(53) У 1.715.27 (088.8) 72) Авторы изобретения 10. Н, Кокни, Л. Л. Зейгман и В. В. Леонов 1) Заявител 4) АВТОКОЛЛИМАТОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛО по голупрозрачнду полупроповышает про тачным сле 61) Дополнительное к авт(45) Дата опубликования Изобретение относится к области контрольно. измерительной техники, в частности к приборам для измерения малых углов, и может быть при. менено для измерения взаимного расположения поверхностей деталей, параметров оптических деталей, при проведении точных метрологических ра- бот,Наиболее близким устройством по своей технической сущности и решаемой задачи является автоколлиматор для измерения углов, содержащий последовательно расположенные источник света, конденсатор, марку, полупрозрачное зеркало, объектив и зеркало, последовательно расположенные анализатор и фотоприемник, соединенный с фазочувствительным детектором и генератором, поляризатор, модулятор и клиновой компенсатор последовательно установленные между полупрозрачным зеркалом и анализатором 11).Недостатком известного автоколлиматора являетя большая погрешность измерения, возни. 2 кающая из-за наличия механической связи дляперемещения компенсатора, состоящего из двух клиньев, а также из-за влияния внешних световых помех, например фоновых засветок, Влияние попроявляется в том, что световые лучи 25 помех, приникая через объектив, проходят поляризатор и попадают на фотоприемник промодулирован. ными Модулятором с частотой генератора, что делает невозможным разделение сигнала и помех, К недостаткам известного автоколлиматора относи;ся также большое потребление электрической мощности модулятором от генератора, что приводит к разогреву оптического материала модулятора, а следовательно к появлент.ю зависимости погрешности измерений от температуры. Все эти недостатки снижают точность измеренияНедостатками являются также малое быстро. действие, ограничивающее область применения.Предлагаемый автоколлиматор отли чается от известного тем, что в качестве анализатора использован полутеневой анализатор, ляризатор расположен между маркой иьм зер. калом, а модулятор - меж з 1 зеркалом и объективом. Это чность измерения и быстродействия анализатора.На чертеже лана приншптиальная схема пред. лагаемого автоколлпматора.Опа содержит источник 1 свега, конденсатор 2, марку 3, полупрозрапгое зеркало 4, обьелти 5, в фокальной плокости которого расположена мар.3 5ка 3, зеркало 6, поляризатор 7, модулятор 8, полутеневой аналиэатор 9, выполненный из двух поляро.идов А и Б и размещенный в фокальной плоскостиобъектива 5, фотоприемник 10, соединенный с фа.зочувствительным детектором 11 и генератором 12.Модулятор 8 соединен с фаэочувствительным детектором 11 и генератором 12.Работает предлагаемый автоколлиматор следующим образом. Вследствие того, что равномернов,вещаемая источником 1 света и конденсором 2марка 3 расположена в фокальной плоскости объектива 5, автоколлимационное изображение ее проек.тируется в плоскости полутеневого анализатора 9.Световой пучок от равномерно освещенной марки 3проходит поляризатор 7, плоскость поляризациикоторого перпендикулярна к линии раздела полутеневого анализатора 9. Отразившись от полупрозрачного зеркала 4, линейно.поляризованный световойпучок проходит модулятор 8, в котором плоскостьполяризации совершает колебания с частотой зада.ющего генератора 12, и падает на зеркало 6. Отра.эившись от зеркала, световой пучок повторно проходит модулятор 8, в результате чего амплитудаколебаний плоскости поляризации увеличивается вдва раза, проходит полутеневой анализатор 9 ипадает на фотоприемник 10.При симметричном расположении автокол.лимационного изображения марки 3 относительнолинии раздела полутеневого анализатора 9 световыепотоки, падающие на обе половины анализатора,одинаковы. Следовательно, в этом случае на выходефотоприемника 10 составляющая сигнала с часто.той генератора 12 отсутствует,Если изображение марки 3 смещается относительно линии раздела анализатора 9, то в сигнале на выходе фотоприемника 10 появляется переменная, составляюшая с частотой генератора 12, причем фаза ее зависит от направления смещения автоколлимационного изображения марки, а амплитуда - от величины смещения. Сигнал с фотоприемника 10 подается на фазочувствительный детектор 11, Вследствие того, что опоршм напряжением фазо. чувствительного детектора 11 является напряжение генератора 12, то он преобразует сигнал в постоян. 55281 4, ное напряжение, пропорциональное величине сме.щения автоколлимационного изображения марки.Постоянное напряжение с фаэочувствительного де.тектора 11 подается на модулятор 8, В результате протекания через модулятор постоянного тока происходит поворот плоскости поляризации относительно плоскости, заданной поляризатором 7 так, чтобы переменнаь составляющая сигнала с частотой генератора 12 с выхода фотоприемника 10 отсут.1 р ствовалаПостоянная составляющая с модулятора 8, ха.рактеризует углы наклона зеркала 6.Иэ работы предлагаемого автоколлиматоравидно, что высокая точность измерения достигается 15 полным подавлением внешних световых помех,отсутствием механических связей, а также снижением потребления электрической мощности модулятором в два раза.Быстродействие автоколлиматорч определяется Ю практически индуктивностью модулятора и можетбыть легко получено 10 сек, что на 2-3 порядка выше, чем у современных автоколлиматоров, Это значительно расширяет область его применения.Формула изобретенияАвтоколлиматор для измерения углов, содержащий последовательно расположенные источник 80 света, конденсатор, марку, полупрозрачное зерка.ло, объектив и зеркало, поляризатор, модулятор и последовательно расположенные анализатор и фото- приемник, соединенный с фазочувствительным де.тектором и генератором, отличающийся тем, 85 что, с целью повышения точности измерения ибыстродействия автоколлиматора, в качестве анализатора использован полутеневой анализатор, поляризатор расположен между маркой и полу.прозрачным зеркалом, и модулятор - между полу.40 прозрачным зеркалом и объективом.Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе:1, Оптико-механическая промышленность У 5,1970, с.58, статья Голубовского Ю,М. "Фотоэлек трнческие автоколлиматоры (прототип),. Луга Подписноеинистров ГГГР аз 449 1 ет Филиал ППП "Патенг", г. Ужгород, ул. Проекиая Тираж 907 ПИ Государственного комитет по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рау