Устройство для измерения углов скручивания

О П И С А Н И Е (744227ИЗОБРЕТЕЙИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик1) 2608440,18-23 51) М б 01 С 100 6 01 В 11/О аявки ХеА осударствеииыи комите 3) Приорцте 53) УДК 531.717(45) Дата опуолцковация описания 30.06,80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕИИЯ УЕЛ СКРУЧИВАНИЯИзобретение относится к области геодезического приборостроения, а также к измерительной технике и может бьть использовано для измерения углов скручцвацця.По основному авт. св. М 569849 известно устройство для измерения углов скручивания, содержащее приемопередатчик, состоящий из осветителя, автоколлцмаццоцной телескопической системы, оптического лели. теля для пространственного разделения передающего и приемного каналов, анализатора-модулятора и фотоприемника, углоцзмерительный датчик, расположеццыц соосцо с приемопередатчиком и укрспленньш на объекте, состоящий из фазовой пластинки и зеркально-линзового отражателя, и электронный блок, включающий узкополосный усилитель, генератор, фазовьш детектор и индикатор.Недостатком известного устройства является отсутствие в схеме прибора компенсирующего узла, что приводит к нестабильности работы устройства, к амплитудно-фазовым погрешностям, к нелинейности ц нестабильности выходной характеристики, а следовательно, снижает точность измерения.Цель изобретения - повышение точности измерений,Ук 2 заццая цсль;10 стцгястся тс.1, что предлагаемое устройстьо снябжсцо элсктроццым мо;1 улятором, усилителем мощности ц блосом компсцсяПц, вкл 01210 птцм компенсаццоцньш двигатель, ьращающцйся ТРЯЦСфОРМЯТОР, РСДУСТОР, КУ,12 ОС Ц ОПТЦ- ческий к:1 ццовы 11 компсцсятор, уст;Повлеццьш мсжду анализатором-модулятором ц объективом телескопчсской системы ц соединенный кцнематцческой связью чсрсз редуктор ц кулачок с компенсационным двигателе 1, Оох 10 ткц возоуждсцпя которого подклю:сцы к в.хо;Р, гсцсряторя, ц с Осью вращающегося трансформатора, вхо,. которого по,1 ключец к выхо;у генератора, а вы - ЦЦДЦКЯТОРМ, ВХОД.модулят 01)я подкл 101 сцы и Выходам фазового дстсктора ц гсцсраторя, а выход через усилитель мощности подключен к обмоткам управления 1 сс 1 ПсцсьцПоццо о двигателя.На фцг. 1 цзооражсця схема прс.Лягясмого устройства; ца сгцг. 2 - угловыс зависимости поворота всктора прсцмущсственЦой ПОЛ 51 РЦЗЯЦЦЦ ОТ ЦОВОРОТ 2 ГЛЯВЦОЙ Ц;ОС 1 состц 1 стверт 1,волц 010 пластинц углоцз- МЕРЦТСЛЬЦОГО ДЯТЧЦКЯ.Устройстго содер;кцт прцсмопсредатчцк 1 и углоцзмерцтсльцый датчик 2, укрспляс 744227,1 изирующим плоскость поляр 1)сани. Нрходящего излучения, линзой 12 соби 2;оЦСЙ Рзл 5 ение иа (1)отоцрисПи ( 13. :.)Отоприемник 13 подключен:срез узкоцолосц);1 йусилитель 14 к сигнальному входу фа:оцого детектора 15, выход которого сос,(:Пс(с эле(ТрогНы Х(одул 51 тором 16, ио,лОчсиным через усилитсл(, 17 мощности к об:;отКЯМ ПРЯВ(1 СИИ 51 КО 113 СИСЯЕИОИ ИГО,3тсля 18,ОптическРЙ кокПснсатор 10 3;,)с,сЯВ,(51собой кварцсвьш клип кицсматичссхц соединенный с помощью уп;)угой сцяз; с кулачком 19, ось которого соеди Сня черезредуктор 20 с осью вращаюцсгося тра)шформятора 21 и с кг)3 ц)сисегПо)1(ь(,(В(:Гавтелем 18. Выход 1)ращ 2101 ЬОГося т)Яис(1)Оматора 21 подключен к ин,иЯтору 22. 1, -нератор 23 подключен о,цшм выходом канализатору-модулятору 11 2 друг.), выХОДОМ К ОПОРНЫМ ВХОДЯ. фаЗОВОГО,ТСКТО.ра 15 ц электронного мо,уляторя 1 Б, " также к Обмоткам возбкдс 1351 ко)и; иса:(ио(1 ного двигателя 18 и Вращаюшсуся .рацсформатору 21.ЪГлоизмсрите;пнь 1 Й,ет ик 2, ц 1 рци(1.21(щий и передающий излуче:ис и)сОисс -датчика 1, содержит фазовую Ст)с(рть 30нОВуео пластинку 24, Главная 0"ь кото)(3:расположена под углом о=45 к ос; Х,объектив 25 и зеркало 20;кос(: 0 за.сь -ленные в одном корпусе.;) стройство работает следуюЕи Обрзом,ОсВетитель 4 посылает и) Ок лице;".10-:(;ляризованного света с азимутом= - О, т. с.вектор преимущественных колсбани Е цаправлен вдоль оси 3,. Пучок света, вьш(ииз приемопередатчик; 1 и пройдя рассто 5. -ние У., падает иа фазо)ую четвсргьиолюную пластинку 24 углоизмсрптсльного датчика 2. Пройдя объектив 25 и (разигнисьОт ОтряжателыОго зеркала 25,;)уОк Вторично в обратном ходе прохо,шг обьскт;.В25 и фазовую чствертьвол(1 овую пласт)1;у24. Выходящий из дат ика 2 пучок буде глинейно поляризован с азимутом 8.=90,так как сумма двух чсгвертьволновых пластинок с одинаковым направлением глацных Осей работает как по,уволпова)е ф(0 Вяя пластин;(а, Пройдя расстоя)шс г в обЯтиом кодс, пучок света поступает на о)1- ПСскц Ко)гшецсатор 10, который ири отсутствии ск)учиВдния (В нулсзом г.оложсици) цоораиНаст плоскость поляризации ИОС УП 210(ЦСГО Иа НСГО СВСТЯ Иа УОЛ О: =-90 в(г)атсх пучок светя поступает на 21:ялизвтор-мод",л 5 тор 11, азимут пг 10 скост) наибольше го цропускания Оторогорас:оло)кеи под углом и= -- (1., т. е. Плоскост иаибо ЬП 1 СГО иропускяни 51 яиялиз 2- тора-модулятора ;1 перпендикулярна плоскости колбаний пр 1 ходя.цсго линейно-ног)яризоВЯннОГО нуКяй Слсдов(1 тсльио, ин)а ТСИСИВПОСТ 1 Постуна 1 ОЩСГО Иа фОТОПр:1 СМццк 13 светя равна нулю. Если коцтро(31- русмый объ(кт 3 повернется:а угол +. 8 (фиг. 2), то изменится азимут лцней)п)-поляризованного пучка с)са, поступающего 2) в приемопередатчик 1, а следовательно, ии .1 тс и с и В и 0 ст и я д 210 1 цс ГО и 2 ф 0 топ р и с м и и к 13 света.510 Д 151 Ц 5 СВС;ОВО 10 Ц 010 КЯ ОСУ 1 ЦЕСТВЛ 51- С 1 СЯ 21:ЯЛИ:ЧТОРО(-.ОДЛ 51 ТОРО ПЛОСКОСТЬ ;) иа 1 больисО П 1)оцускя)иягстс 51 ири и)дя 1 е на исГО синусоид(лыОГО сигня, я с Гснсрат )ра относительно нулевоГо пол"; спи 1, При этом, если угол оворо 3Г)(.3.: с3тел ь и 0 Г О д Я т ч и к а 3: О, то с 3 фотоц 1)ис 11,нкя 13 снимастся сиисоидяльиьц". Сиги 1.1 с частгой 2 н. Есл)=,=0, то си,.,12(ГС 51 си 1 иал с )ястОтОЙ В), фаза котоР 01 О звис 1.О. НапРавлсциЯ НОВО 1)ота ) Глои;3.1 с;)итсльного;Ятчикя 2, 2 2 мплитуда з-, сигнала -- от величины угла 11. Сигнал сфотоприсмШка 13 годастся иа узкоиолосцы: ус)(литсль 14. усилиВяющий и проис- (2:Оцни 1 колсоя;Ия с частотоЙ ь) на фазо;)ыРЕ,стсктор 15. Г 1 остоянные знакоиере) М(цць 31 сиГнал с ВыхоДЯ фаз 0130 ГО;)етектора .5 подастся ия в:лд электронного модул:п;)ра, Прсобразуюн)его постоянный СИГЕаЛ В СИГИ 1.1 С ЯСТОТОЙМОД)ЛЯЦИИ, амплитуда и фаза когорого завгсят От вход-) 310 О С:Г 1 ЯГ 1 .ЯКХ ООРЯЗОХ 1, СИГНЕЛ С ЧЯС(ГОР(ь ссн(ест;3 у)0;пи При 8=0 полиостьо устрацястся. Отпал с электр(ниОго мО,(ул 51 т 01) 1 12 )с;3 усигитсль 17 мощносг;1:о, Яс ( я иа управляюцие обмотки комисцсац):Они(50 дв Гтс;51 18. Ня сомотки еп)збуя;,(сипя (омцсисец;Оицого;в:Егятел 53 18 иост 1:аст опорный сигнал с гсш;ратора 23, нитаОЦ( г о аиал;затор-модулятор 1.Комисцс;ц;35 Г,я осуществляется линейць;м смс:цсиисм оитисскго комцснсатора 10.,а,СЙСЕВИ( ОГО ОС ОцаИО На СЛСДуЮЕцСМ ииеи, 1;с: .1)и изсисици толп,Р 1 ны КВ 2 рцеиого клина Вектор црсимущественцси нодар Вациц повора:швастся на угол (гсгу,) СЛЫ 1 СС )ргЩСИИС КВ 2 рЦЯИз формулы следует, что угол компенсации является функцией линейного перемещения клина. Компенсационный двигатель 18 через редуктор 20 связан с осью кулачка 19, передающего оптическому компенсатору 10 поступательное движение, перпендикулярное оптической оси, Компенсатор 10 перемещается до тех пор, пока опорный сигнал не будет сбалансирован, при этом ток в выходной обмотке трансформатора 21, а следовательно, и показания индикатора 22 будут равны нулю. Если датчик 2 повернется на угол +- р, то на обмотки управления компенсационного двигателя опять поступит синусоидальный сигнал, а на индикаторе появится значение тока, знак которого будет зависеть от направления поворота углоизмерительного датчика. Предварительно измеренная величина тока будет пропорциональна углу поворота контролируемого объекта.Предлагаемое устройство позволяет измерять углы скручивания со средней квадратической ошибкой +-2" за счет компенсации угла непосредственно в приемном канале. Формула изобретения Устройство для измерения углов скручивания по авт. св. Ло 569849, о т л и ч а ю щ е еся тем, что, с целью повышения точностиизмерений, оно снабжено электронным модулятором, усилителем мощности и блоком компенсации, включающим компенсационный двигатель, вращающийся трансформа тор, редуктор, кулачок и оптический клиновый компенсатор, установленный между анализатором-модулятором и объективом телескопической системы и соединенный кинематической связью через редуктор и ку лачок с компенсационным двигателем, обмотки возоужденпя которого подключены к выходу генератора, и с осью вращающегося, трансформатора, вход которого подключенк выходу генератора, а выход - к индикатору, входы электронного модулятора подключены к выходам фазового детектора и генератора, а выход через усилитель мощности подключен к обмоткам управления компенсационного двигателя.25