Устройство для измерения малых угловых смещений объекта

СОЮЗ СОВЕТСНИХЮИМИЮНеснВРЕСПУБЛИК 910 01 В.г Т ОПИСАН Н АВТОРСКОМ Е ИЭ ТВ М 18 в,21.09.8 23 Л 3.8 В.В,Ефи дведев 531 7(0 1. Авто 200166 3. Бю мов, и В,Б 88;8)рскоеВ то свид .0 01 льст во 11/26,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(57) УстРОйствО дла изиеРениаУГЛОВЫХ СМЕЩЕНИЙ ОЕЪЕКТА, со-,ее оптически связанные и пос"тельно установленные источникского излучения, связываемый с исследуемым обьектом, светопровод и два фотоприемника, элемент ИЛИ и счетчик импульсов, соединенный с нин, выходы фотоприемников соединены с входом элемента ИЛИ о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расаирения функциональных возможностей, оно снабжено двумя дифференцирующими блоками и сглаживающим Фильтром, соединенным с. выходами последних,. счетчик импульсов выполнен реверсивным, а Фотоприемники - в виде линейных Фотопотенциометров, выходы которых соединены с входами соответствующих дифференцирующих блоков, выход сглаживающего Фильтра соединен с уп- , а равляющим входом счетчика.1 1006Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано преимущественно для измерения малых угловых смещений объектов. 3Известно устройство для измерения малых угловых смещений объекта, содержащее оптически сопряженные зеркало, закрепленное на объекте контроля, и жестко связанные между собой 10 источник когерентного излучения, плоское зеркало и регистрирующий блок, выполненный в виде зрительной трубы 11 .Недостатком данного устройства яв.1 ляются низкие производительность и . точность измерения, так как ведется визуальная настройка и оценка точности результатов измерения.Наиболее близким к изобретению по 20 технической сущности является ,устройство для измерения малых ,угловых смещений объекта, содержащее оптически связанные и последовательно установленные источник 2 з. оптического излучения, связываемый с исследуемым объектом, светопровод и два Фотоприемника, элемент ИЛИ и счетчик импульсов, соединенный с ним выходы фотоприемников соединены с Зр входом элемента ИЛИ 1 2").Недостатком известного устройства являются небольшие функциональные возможности, так как устройство нечувствительно к изменению направления углового перемещения объекта,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения малых угловых смещений объекта, содержащее оптически связанные и последовательно установленные источник оптического излучения, связываемый с исследуемым объектом, светопровод и два фотоприемника, элемент ИЛИ и счетчик импульсов, соединенный с ним, вы" ходы фотоприемников соединены с входом элемента ИЛИ, снабжено двумя дифференцирующими блоками и сглаживающим фильтром, соединенным с выходами последних счетчик импульсов выпол-. нен реверсивным, а фотоприемники - в виде линейных фотопотенциометров, вы" ходы которых соединены с входами со- ф ответствующих дифференцирующих блоков, выход сглаживающего фильтра соединен с управляющим входом счетчика. 910 2На фиг. 1 представлена олок-схемаустройства; на фиг.2 - схема устройства, поясняющая зависимость междугеометрическими параметрами устройства; на фиг. 3 и 4 - граФики зависимостей напряжения на выходах фотоприемников от изменения углового положения объекта; на фиг. 5 - графикизменения напряжения на выходе элемента ИЛИ; на фиг. 6 - график изме-нения напряжения на выходе сглаживающего фильтра; на Фиг. 7 и 8 - графики изменения напряжения, на выходесглаживающего фильтра соответственнов зависимости от увеличения или уменьшения угла поворота. объекта.Устройство для измерения малых угловых смещений объекта состоит из установленных последовательно источника 1 оптического излучения, связываемого с исследуемым объектом, светопровода 2, Фотоприемников в виде линейных фотопотенциометров 3 и 4 элемента ИЛИ 5, счетчика импульсов в виде реверсивного счетчи.ка 6, дифферен 4 Ьрующих блоков 7 и 8 и сглаживающегофильтра 9.Устройство работает следующим образом,Луч света от источника 1 оптичес; кого излучения, жестко связанного сконтролируемым объектом, под определенным углом входит в светопровод 2.Многократно отразившись от его боковых поверхностей, луч попадает на одиниз фотоприемников в виде линейных фотопотенциометров З,или 4, сигнал с которого поступает в два каналасигнал через элемент ИЛИ 5 поступает на счетный вход реверсивногосчетчика 6 импульсов и через дифференцирующие блок 7 и сглаживающийфильтр 9 - на управляющий вход реверсивного счетчика 6. При угловом сме;щении объекта в плоскости измерения,а вместе с ним и источника 1, изменяется угол входа луча в торец светопровода 2, что приводит к изменению числа внутренних отражений внем и такому же изменению направления выходящего луча фиг.2 ), При изменении числа внутренних отраженийлуча от поверхностей светопровода2 на единицу, луч будет переходить содного на другой фотопотенциометр 3или 4. При дальнейшем изменении вданном случае увеличении) угла о входа луча в светопровод напряжение навыходах фотопотенциометров будет из3 , 10069меняться Фиг.3 и , В случае умень-шения угла сь амплитуда, импульсов навыходах фотопотенциометров 3 и 4 небудет увеличиваться, Так как выходыфотопотенциометров 3 и 4 подключены на входы элемента ИЛИ 5, то с выхода элемента ИЛИ 5 на счетный входреверсивного счетчика 6 будет поступать последовательность импульсовфиг.5 ). Таким образом, на выходе ре-аверсивного счетчика 6 будет величина,.пропорциональная количеству поступивших с Фотопотенциометров 3 и 4импульсов, число которых пропорционально количеству внутренних отра ужений луча источника 1 от поверхностей светопровода 2, последнеенаходится в следующей зависимости отугла смерения объекта:и - йд сгде и,- число внутренних отраженийалуча от поверхностей светопровода;1 - длина светопровода;О,- диаметр светопровода; Мс - угол смещения объекта с установленным на нем источни,ком.В то же время для определения Фа.зы углового смещения объекта сигналс фотопотенциометров 3 и 4 поступаети на дифференцирующие блоки 7 и 8. Вслучае увеличения угла о напряжениена выходе дифференцирующих блоков 7 .и 8 будет. изменяться и поступать навход фильтра 9. После преобразования О 4напряжения в сглаживающем фильтре 9 на управляющий вход реверсивного счефчика 6 поступает напряжение одной по/ лярности. увеличению угла о соответ- . ствует положительная полярность напряжения на выходе фильтра 9 14 иг.7). уменьшению угла - отрицательная полярность Фиг.8 1. При поступлении на счетный вход реверсивного счетчика 6 элемента ИЛИ 5.и наличии потенциала положительной полярности. на управляющем входе показания реверсивного .счетчика 6 увеличиваются пропорционально увеличению угла смещения объекта, если же на управляющий вход реверсивного счетчика 6 подается потенциал отрицательной полярности, показания счетчика.6 уменьшаются.Таким образом, за счет снабжения устройства двумя дифференцирующими блоками и Фильтром и выполнения фотоприемников в виде реверсивного, рас" ширятся функциональные возможности устройства для измерения малых угловых смещений Вбъекта, так как, в частности, при изменении. углового положения объекта в одном направлении изменение числа внутренних отражений луча в световоде суммируется.Если направление углового смещения стало обратным, то счетчик пе,реводится в режим вычитания, чем и учитывается как величина, так и направление углового смещения контролируемого объекта.