Способ измерения угла поворота изделия

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 71 19) В 11/26 1,.ГГМРЛР ДГг,аТ 3.:, .1 ф ,ЬИБЛБМ",:, ю ИЕ ИЗОБРЕТУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И ПИ ВТОР СКОМ.А. Гузенквчар льство ССС 11/26, 198 т.1 ОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ИЗДЕЛИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет определения значения базы между подвижными парами уголковых отражателей. Проводят измерения уголов в диапазоне 360 с помощью расположенных по кругу в плоскости измерений ш+1 интерферометров, установленных на статоре ш уголковых отражателей, выпоЛненных в виде двух скрепленных вершинами трехгранных углов и установленных на роторе, связанном с объектом. В плоскости измерений устанавливают оптически связанные неподвижный автоколлиматор и многогранную призму с количеством граней в(тп+1) жестко связанную с ротором и задающую углами между нормалями к ее зеркальным граням рабочие диапазоны соответствующих интерферометров. При этом поочередно поворачивают ротор на угол 360 и устанавливают мноо гогранную призму в ш/2 рабочих положений. Световые лучи от лазера 1, пройдя телескопическую систему 2, попадают на светоделительную пирамиду 3, после которой радиально направляются к отражательным призмам 4. После призм 4 в каждом из ш интерферометров световой пучок попадает на светоделительные элементы 5, зеркала 6 и уголковые отражатели. Диаметрально противоположные отражатели замыкают рабочие плечи интерферометров по нониусной системе, ч о . ф обеспечивает диапаэон измерения одним интерферометром 360 /щ(в+1) . Измерео ния проводят для ш/2 положений многогранной призмы 11, Суммируют числоинтерференционных полос для каждой пары отражателей в ш+1 интерферометрах для всех начальных положений многогранной призмы и определяют длину каждой базы интерферометра как частного от деления суммы разностей хода, полученных при измерении данной базой в диапазоне 360 , на число М, Найденное значение каждой базы учитывают при определении угла поворота объекта. 2 ил.метров.Способ осуществляют следующим образом.Световые лучи от источника 1, например лазера, пройдя телескопическую систему 2 и отражатель, попадают на светоделительную пирамиду 3, после которой разделенные пучки радиально направляют к соответствующим отражательным призмам 4. После призм 4 в каждом из интерферометров световой пучок попадает на светоделительный элемент 5 и делится на два световых пучка, Первый све 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля углоизмерительныхприборов. 5Цель изобретения - повышение точ"ности измерения за счет определениязначения базы между несколькими парами уголковых отражателей и учетаих значения при определении угла поворота объекта.На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, реализующегопредлагаемый способ; на фиг. 2 -схема расположения интерферометрови отражателей.Устройство содержит источник 1излучения, например лазер, телескопическую систему 2, светоделительную пирамиду 3, (ш+1) отражательныхпризм 4 типа БГ, (ш+1) двухлучевых интерферометров, каждый из которых включает светоделительный элемент 5 и зеркало 6, установленное водной из двух ветвей интерферометраи направляющее излучение в ней параллельно другой ветви, ш уголковых отражателей 7, расположенных попарно,(ш+1) фотоприемников 8, ротор 9, накотором равномерно по кругу установлены уголковые отражатели, статор10, на котором установлены (ш+1)двухлучевых интерферометров, многогранную призму 11 с числом граней,равным ш х (в+1), и автоколлиматор 3512, оптически связанный с многогранной призмой, установленной на осиротора,Уголковые отражатели расположеныпопарно, причем базовое расстояние 40между вершинами каждой пары отражателей равно В В , В э и В 4.Каждая иэ призм 4 оптически связана с одним из светоделительныхэлементов 5 двухлучевых интерферо товой пучок, пройдя светоделительный элемент, попадает на один изуголковых отражателей 7, Второй световой пучок, отразившись от отражателя 7 и зеркала 6, попадает на второй отражатель 7, расположенный диаметрально противоположно первому. Отразившись от пары уголковых отражателей и пройдя светоделительный элемент,два световых пучка образуют нестационарную интерференционную картину привращении ротора 9. Интерференционныеполосы регистрируют фотоприемниками8, с которых сигналы поступают вэлектронный блок обработки информации(не показан).Количество интерферометров принято равным,(ш+1)=9, а количество уголковых отражателей - ш=8, что приводитк разделению кругов ротора и статорана ряд одинаковых секторов с угламир=40 и И=45 соответственно. При повороте ротора диаметрально противопо"ложные уголковые отражатели поочередно замыкают рабочие плечи интерферометров по нониусной системе, чтообеспечивает измерение углов одниминтерферометром в диапазоне 1 2,5После отработки одного из интерферометров электронный блок по сигналамавтоколлиматора отключает поступление от него сигналов и подключаетдругой, имеющий угловую разность висходном положении с соответствующей парой уголковых отражателей, равную 5 , Измеряемый угол одним интерферометром определяется как отношение измерения разности хода, вносимой поворотом ротора, к длине данной базы. При этом многогранная призма устанавливается в рабочее положение таким образом, что задает угламимежду нормалями к ее зеркальным граням рабочие диапазоны определенныхинтерферометров,При повороте ротора производят счет полос первым интерферометром при его работе с парой уголковых отражателей, базовое расстояние между вершинами которых равно В в диапазоне, определяемом нормалями к граням угла многогранной призмы 11 (при согласованном положении нормалей к отражающим поверхностям с визирной осью автоколлиматора последний вырабатывает управляющий сигнал на отключение счета полос первым ин 1388713терферометром и включение счета полос вторым интерферометром),При повороте ротора против часо" вой стрелки каждым интерферометром поочередно будут измеряться следующие разности хода: с,ат 1 511 1 а 21ттвтт 121 О1 г 1 кф ф 9 ав ф 111 в 22 В в ЗЗ 1в . в11 Эв 1 вав в 91 1 где Е - номар базового расстояния;- номер интерферометра;- номер угла многогранной призмы, в пределах которой определялась данная разность хода.Затем многогранную призму повораочивают на угол, равный 5 , устанавливают ее во второе рабочее положение и определяют следующие разности хода: 2,Э, 45111 221 заев аав 511 21 Ь , 91 О , 11151 91 в 911 1111119125 Далее многогранную призму поочередно поворачивают на углы, равные 100 и 15, и для третьего и четвертого ее положений определяют разности хода: 30 9 а, т . а, 7, 3, тЬ 1 1 д 221 1 ЗЗ Ь фаа 1 151 1 агв 251 1 2 к1 а 91 1 1 О 11 1 ЯЯав 911 211 35"11 в "ггв "Ззт аа 1 1511 Ив 10 11 12 1 З З 3 1 З в Ьав 91 в 12 1 К9 а Из анализа суммы разностей хода, 40полученных при четырех сериях измерений, следует, что каждое базовоерасстояние между вершинами уголковыхотражателей использовано при измерениях во всех угловых диапазонах, определяемых нормалями к граням призмы,что соответствует изменению разностихода для каждой базы при ее повороте на угол, равный 360 . Таким образом, сумма разностей хода, полученная 50в четырех сериях измерений для каждой длины базы, определяет длину окружности, описанной вершинами уголковых отражателей.Длицу каждой базы определяют по 55формулам ,С 1.,в =- --- в =г - 1 2 1 ВПрз 2 контроле угла поворота изделия операции по измерению разности хода повторяются, его значения определяются по формулемВ.1-1 1де М - любое целое число от 1 до 72,С целью повышения точности измерений при измерении разностей хода учитываются поправки иэ-за криволинейности перемещений уголковых отражателей, функционально зависящие от угла поворота.Формула изобретенияСпособ измерения угла поворота изделия, заключающийся в том, что располагают на роторе равномерно по кругу ш попарно диаметрально противоположных отражателей, а на статоре - (в+1) двухлучевых интерферометров равномерно вокруг ротора, направляют коллимированный монохроматический пучок излучения в (в+1) интерферометров, поворачивают ротор с отражателями и последовательно замыкают двухлучевые интерферометры на различные пары отражателей, измеряют число интер ференционных полос в каждом интерферометре и определяют угол поворота объекта по отношению суммарного числа интерференционнцх полос в интерферометрах к базовому расстоянию между вершинами диаметрально противоположных отражателей, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, для определения базового расстояния каждой пары диаметрально противоположных отражателей располагают на роторе многогранную призму с числом граней, равным т(в+1), направляют излучение автоколлиматора на нее, поворачивают ротор на 360 и последовательно сов= мещают изображение автоколлимационной марки от каждой иэ граней призмы с самой маркой, одновременно измеряют число полос в каждом интерферометре в диапазоне между двумя совмещенными автоколлимационными изображениями марки, формируемыми от соседних гра1388713 ставитель Ц. Солоухинхред И.Верес Корректор 0 рик Ре едак 0 Т каз 1570/42 Подписноемитета СССРткрытийая наб.д, 4 еское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 оизводственно-полигр ней призмы, ш/2 раз дискретно поворачивают призму на угол, равный углумежду ее соседними гранями, послекаждого поворота призмы производятразворот ротора на 360 и вновь изме"ряют число полос в каждом интерферометре, суммируют число интерференционных полос в каждом иэ (ш+1) интерферометров для ш/2 положений призНИИПИ Государственного по делам изобретений035, Иосква, Ж, Рауш мы при замыкании их на одну и ту жепару уголковых отражателей, преобразуют суммарное число интерференционных полос для каждой пары отражателей в разность хода между интерфери-рующими лучами и определяют длинукаждого базового расстояния как частное от деления соответствующей разности хода на число У .