Устройство для измерения угловых перемещений объекта

,1416864 4 б 01 В 11 26 ПИОАНИЕ ИЗОБРЕТВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯУГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено для измерения угла поворота объектав одной плоскости. Цель изобретения - повышение точности измерения. Пучок света откогерентного источника 1 разделяется светоделителем 2 на два пучка, каждый из которых проходит через оптический блок, скрепленный с объектом, попадает на концевойотражатель 4 (или 5), отражается в обратном направлении и образует на выходе светоделителя 2 интерференционную картину.При вращении оптического блока 3 длинапути лучей в одном плече интерферометраувеличивается, а в другом плече уменьшается, при этом интерференционные полосы перемещаются, пересекая фотоприемник приемного блока 6 и образуя на его выходе последовательность электрических импульсов. Подсчет числа импульсов, пропорционального углу поворота объекта, осуществляется с выхода одной из площадок фотоприемника.При пересечении части пучка света, вырезаемой апертурой площадки фотоприемника, гранью призмы оптического блока 3 подключается другая площадка фотоприемника, апертура которой сдвинута относительно первой ио окружности в направлении вращения оптического блока 3. При смещении пучка с грани призмы вновь подключается первая площадка фотоприемника. Управление переключением каналов приемного блока 6 осуществляется с помощью фото- Я приемников 7 и 8, расположенных в плечах иитерферометра таким образом, что при пе Щ ресечении пучков света гранями призм оптического блока лучи, отраженные от зеркальных фасок, попадают на один из фотоприемнов. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике, а именно к оптико-механическим приборам для измерения угловых величин, и может быть использовано, в частности, для прецизионного измерения любых углов поворота объекта в одной плоскости, например в качестве датчика угол в к.Цель изобретения - повышение точности измерения.На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - апертуры фотоприемников и взаимное расположение вырезаемых частей светового пучка; на фиг. 3 - структурная схема приемного блока.Устройство (фиг, 1) содержит источник 1 света, двухлучевой интерферометр, содержащий светоделитель 2, оптически кольцевой блок 3, выполненный из набора нечетного числа призм, расположенных радиально, с зеркальными фасками, соединенных так, цто поверхности призм расположены наклонно к оси вращения, параллельной оси симметрии интерферометра, концевые отражатели 4 и 5, приемный блок 6, два фотоприемника 7 и 8 для переключения каналов в приемном блоке, выходы которых соединены с входом приемного блока.Приемный блок (фиг. 3) состоит из двухплошадочного 9, 1 О фотоприемника, выходы которого соединены с входами усилителей 11 и 12, выходы которых соединены с входами формирователей 13 и 14, выходы которых соединены с входами счетчиков 15 и 16, а выходы счетциков соединены с входом сумматора 17, Выходы фотоприемников 7 и 8 соединены с входом усилителя 18, выход которого соединен с входом формирователя 19 управляющих сигналов, выход которого соединен с входом счетчика 16 второго канала и церез инвертор 20 - с вторым входом счетчика 15 первого канала, второй выход которого с гп-го разряда соединен с вторым входом счетчика 16 и через инвертор 20 - с вторым входом счетчика 15, выход сумматора 17 соединен с входом дешифратора 21, выход последнего соединен с входом блока 22 индикации.Устройство работает следующим образом.Свет от источника 1 (фиг, 1) падает цз плоскопараллельную светоделительную пластину 2 и разделяется на два пучка, каждый из которых падает на оптицеский блок 3, проходит через него и падает на концевой отражатель 4 ( или 5), установленный перпендикулярно лучам, отражается от него и возвращается по тому же пути до светоделительной пластины 2, после которой пучки совмешаются, образуя ицтерференционную картину на фоточувствительных цлошадках фотоприемника приемного блока 6.При вращении кольцевого оптического блока 3, закрепленного на обьекте, ицтерф- ренционцая картина перемещается и сццты 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 :/5 цается апертурой фотоприемника канала. На фиг. 2 показано положение апертур фотоприемников, расположенных симметрично относительно осн светового пучка, где 111 часть пуцка, попадающая в апертуры фотоприемников 7 и 8, аи 11 - части пучка, цоцадакнцие в апертуры фотоприемника 9 и 10 приемного блока 6. Части луча 1 и 11 каналов могут находиться на разных поверхностях, а средняя часть луча 111 - на поверхности зеркальной фаски. Отраженная от фаски часть луча 111 попадает на фотоприемник 7, который переключает каналы в приемном блоке. Отключается второй 11 и включается первый 1 канал после отсчета заданного цисла полос приемным блоком 6 канала 1, соответствующих углу поворота оптического блока, при котором весь световой диаметр луча находится на одной поверхности, Затем каналы переключаются обратно. В случае перехода луча с поверхности одной призмы ца поверхность другой сигнал переключения поступает с противоположного фотоприемника 10, на который попадает часть отраженного от другой зеркальной фаски луча. Операция переключения каналов повторяется,11 риемный блок 6 работает следуюшим образом.Сигналы с фотоприемника 9 10 поступают в усилителии 12, формирователи 13 и 14, сцстццки 15 и 16, при этом работает сначала второй канал, т. е, счетццк 16 включен, а счетчик 15 выключен. При попадании света части 111 цуцка от зеркальной фаски на одном из фотоприемников 7 или 8 появляется сигнал, который усиливается усилителем 18, псгстуцзет в формирователь 19, который формирует сигнал управления счетчиками, цостуцаюший на ревсрсцвный вход счетчика 16 и отклюцзсз его, в этот момент сигнал поступает также через инвертор 20 цз реверсивный вод счетчика 15 и вклюцзет его. Г 1 ри о с сте заданного числа ццтерференциоццы, полос в гп-м разряде в счетчике 15 пояц.,:-.- ется , т, е. сигц; л, клорый отклю, через инвертор 20 этот ж с етцик, ц вк,:н.- чается счетчик 16 и так цри переходе ну ц ков с одних поверхностей цз другие оперзция повторяется. Информация со сцетцикоц 15 и 16 поступает в сумматор 7, который осуществляет операцию сложеня, затем - в дешифратор 21, из которого поступает в блок 22 индикации.Формула изобрствцы1, Устройство для измерения угловых перемегцений объекта, содсржз цц с истоццик света, двухлучевой цц гс рфрометр. содержащий светоделитель, оцтц,сс ьцй блок, выполненный общим для двоих лу ьц ццтерфсрометра и предназначаемый лля,реплеция с обьектом, два концевых огр.з,з:сля. установленных церпсцдикуляцо лу цам:,ь.ходящим из оптицеского блока, цр;.,мцый б, к, 1416864установленный на выходе интерферометра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено двумя фотоприемниками, установленными по одному в каждом плече интерферометра, выходы которых связаны с входом приемного блока, а оптический блок выполнен в виде набора жестко скрепленных между собой нечетного числа идентичных оптических прозрачных ромбических призм, расположенных радиально относительно оси симметрии, совпадающей с осью вращения обьекта, фасками на ребрах, обращенных в сторону светоделителя, с нанесенным на них зеркальным покрытием, а фотоприемники установлены так, что их чувствительные площадки расположены в зоне облучения лучами света, отраженными от зеркальных фасок.2. Устройство по п. 1, отличаоиееся тем, что приемный блок содержит двухплощадочный фотоприемник, три усилителя, три формирователя, два счетчика, инвертор, сумматор, дешифратор, блок индикации, причем выходы двухплощадочного фотоприемника связаны с входами первого,и второго усили. телей, вход третьего усилителя связан с выходами фотоприемников, установленных в плечах интерферометра, выходь усилителей связаны с входами формирователей, выходы 5 первого и второго формирователей связаны с первыми входами соответственно первого и втор ч о счетчиков, выход третьего формирователявязан с вторым входом второго счетчика срез инвертор - с вторым входом перво:, .:тчика, выходы счетчиков связаны с вхо,п; сумматора, выход которого связан с входом дс,нфратора, выход дешифратора связан нх дом блока индикации, выход и-го разрн" рвого счетчика связан с вторым входо;н о счетчика и через 15 инверторс вт и входом первого счетчика, где гп - нр разряда первого счетчика, заполняемьн;р повороте оптического блока от пол н.я, соответствующего попаданию отраж нг от зеркальной фаски света на один нфотоприемников, распо.ложенных в плечах интерферометра, до положения, соответстм ющего полному смещению пучка света зеркальной фаски на рабочую грань призмы.1416864 Составитедь Н. ЗахаренкоТсхрсд И. Верес Корректор В. РоманенкоТираж 680 Подписноевенного комитета СССР по делам изобретений и открытий