Оптико-электронное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) 111)51)5 6 01 В 11/26 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) С)ЛИСАНИЕ ИЗС)БРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ Завод Е. ГриТ измерительстройствам, глов поворотносительное устройствостроении, в ью изобретежности уст(21) 4904157/28(56) Авторское свидетельство СССРМ 953457, кл. О 01 В 11/26, 1986.Авторское свидетельство СССРМ 1486791, кл. 6 01 В 21/00, 1990.(57) Изобретение относится к ной технике, в частности к у обеспечивающим измерение у та контролируемого обьекта о оси скручивания. Предлагаемо может применяться в станко строительстве, а геодезии. Цел ния является повышение наде ройства. Устройство содержит два источника 5, 6 света с щелевой диафрагмой 4, призменный блок 1 в виде жестко связанных между собой п ризмь 1 типа АР - 90 и призмы типа АКР" и двух объективов 2, каждый из которых связан с одной из призм, два анализатора 7. 8 в виде приборов с зарядовой связью, жестко связанных с источниками света на расстоянии, равном расстоянию между центрами обьективов призменного блок 1, при этом один источник света смещен относительно другого и расположен на продолжении щелевой диафрагмы так, что щелевая диафрагма и источники света расположены симметрично оптической оси объектива, Анализаторы электрически связаны с блоком преобразования, содержащего блок 11 управления счетчиком, счетчик 12 импульсов, генератор 13 импульсов, делитель 14 частоты, блок 15 управления 1 илИзобретение относится к измеритель ной технике, в частности к устройствам,обеспечивающим измерение углов поворота контролируемого обьекта относительнооси скручивания (линии соединяющей дваобъекта) и может применяться в станкостроении, в строительстве, в геодезии.Целью изобретения является повышение надежности беэ ослабления световогосигнала.На чертеже представлено предлагаемое усройство,Устройство содержит призменный блок1 в виде жестко связанных между собойпризм типа АРи призмы типа АКР,объективы 2, жестко связанные с прйзменнымблоком, оптические оси 3 объективов, щелевую диафрагму 4; основной источник 5 светаи дополнительный источник 6 света; анализатор в виде основного прибора 7 с зарядо-вой связью и дополнительного прибора 8 сзарядовой связью, стеклянную пластинку 9,на которой закреплены (приклеены) щелевая диафрагма и приборы с зарядовойсвязью, блок преобразования, содержащий,например, блок 10 формирования сигналов,блок 11 управления счетчиком, счетчик 12импульсов; генератор импульсов 13, делитель частоты 14, блок управления 15; блок16 формирования управляющих импульсов;коммутатор 17 частоты.Приборы 7 и 8 с зарядовой связью, блок10 формирования сигналов, блок 11 управления счетчиком и счетчик 12 импульсов последовательно электрически соединенцмежду собой,Генератор 13 импульсов, делитель 14частоты и блок 15 управления также последовательна электрически соединены мея дусобой.Первый выход блока 15 соединен с сточником 1 света, второй выход со вторымсчетиком 12 импульсов, третий и четвертыйвыход - со входами приборов 7 и 8 с зарядовой связью. Второй выход делителя 14частоты соединен со вторым входом блока11 управления счетчиком; третий вход котоРОГО соединен со вторым входом генерато.ра 13 импульсов. Второй выход блока 11управления счетчиком соединен с третьимвходом счетчика 12 импульсов, выход ко-рого является выходом устройства,Целевая диафрагма 4 и приборы с заряДОВОЙ сВЯзью 7 и 8 нахОдятся В фокальнойплоскости объективов 2, Источник света 5 иприбор 7 с зарядовой связью, а также источник света 6 и прибор 8 с зарядовой с". ьюжестко свяэаннце между собой на расс; аянии," равном расстоянию между центрамиобъективов 2. Дополнительный источник 6 света смещен относительно основного, жестко связан с ним и расположен на продолжении. щелевой диафрагмы 4 так, чтощелевая диафрагма 4, основной 5 и допол 5 нительный 6 источник света расположенысимметрично оптической оси 3 объектива.Соответственно приборы 7 и 8 также расположены симметрично оптической оси 3 объектива,10 Щелевая диафрагма 4 имеет габариты,превышающие габариты нескольких светоприемных ячеек, Блоки 10, 11, 12, 13, 14; 15могут быть выполнены в одноканальном исполнении, вдвухканальном исполнении и15 трехканальном исполнении,Устройство работает следуюЩим образом.Свет от источников 5 и 6 попадает наобъектив 2 и формируется в два парэллель 20 ных пучка (один от одного источника света,другой от другого источника света). Эти пучки пройдя призменный блок 1 попадают наобъектив 2, который строит два участка изображения щели 4 в своей фокальной плоско 25 сти, Причем участок щели 4, освещаемыйисточником света 5, строится на светочувствительной площадке прибора с зарядовойсвязью 7, а участок щели, освещаемый источником света 6. строится на светочувстви 30 тельной площадке прибора с зарядовойсвязью 8.Если линия, соединяющая центры объективов 2 будет параллельна линии, проходящей через щелевую диафрагму 2 и центр35 приборов с зарядовой связью 7 и 8, то изображение участков щели 4 будет совпадатьс центрами приборов 7 и 8,При повороте приэменного блока 1 вокруг оптической оси 3 объектива 2 оси скру 40 чивания) на угол а оптическая ось одного изобъективов 2 будет поворачиваться относительно Оптической оси другого объектива 2и два иэображения щелевой диафрагмы 4будет смещаться от центров по светочувст45 Вительным площадкам на одинаковую величину Ь - Вц а, где В - расстояние междуцентрами обьективов 2, Светоприемцыеячейки в пределах иэображения щелевойдиафрагмы 4 накапливают зарядыпропор 50 ц.зонально освещенности и я;емени экспо"эиции источников 5 и 6 света.После окончания экспозиции с блока 15управления на приборы 7 и 8 с зарядовойсвязью поступают тактовые импульсы пере 55 носа заряда. Эти импульсы образованы изимпульсов, Вырабатываемых генератором13 с помощью деления частоты делителем,14 и преобразованием параметров импульсов с помощью блока 15 управления, Навход блока 10 формирования сигналов поступает сигнал в виде импульсов пропорциональный освещенности ячеек, В блоке 10 сигналы накапливаются и фильтруются с целью эффективного подавления составляющей тактовой частоты. На выходе блока 10 формирования сигналов полвляется импульсов, форма которого равна форме огибающего информационного сигнала, При перемещении щелевой диафрагмы 4 временный интервал от начала отсчета до середины импульсов будет изменяться на величину, пропорциональную величине перемещения щелевой диафрагмы 4. Далее сигнал поступает в блок 11 управления счетчиком, где формируется прямоугольный импульс при превышении уровня сигнала выше порогового, Этот импульс управляет коммутатором 17 частоты, входяьцего в блок 11. При отсутствии управляющего импульса на выходе блока 16 формирования управляющих импульсов (входящего в блок 11) на вход счетчика импульсов 12 поступают счетные импульсы от генератора 13 (через блок 11) с частотой Г, а при наличии - с частотой 1/2 от делителя 14 через блок 11), Так как .частота выбрана в и раз (п - целое число) выше тактовой, то за время перехода йнформации эарядс з риборах 7 и 8 из одной ячейки в другую в четч к 13 заносится и импульсов при отсутс 1 вии управляющего импульса с фар 1фро.;ателя управляющих импульсов блока 11 л при наличии управляющего импульса - п/2, импульсов,Таким образом, в момент подачи тактового импульса с устройства 15 на приборы 7 и 8 счетчик 12 открывается и заполняется аличеств" 1 импульсов К с частотой 1 до м,ента и;.;л(; да управляющего импульса, 3;ем счетчик 12 дополнительно заполняется ко ичествам импульсов М 2 с частотой 1/2 да мамента окончания управляющего имгульса. По окончании управляющего импульса счетчик останавливается. Общее количествО импульсов К 1+ Кг, записанных в счетчик 12, будет пропорционально расстоянию ат начала периодической структуры рриборав с зарядовой связью 7 и 8 до середины двух изображений марки 4,Так как известно для каждого конструктивнога исполнения необходимое количества импульсов Кс, соответствующее положению изображения марки в центре приборов 7 и 8, и угловая цена одного импульса в, та угол поворота а будет равен а- щ(К 1+ КЗ-Ко)30 40 электрически соединенный с анализатором 50.входом блока формирования сигнала, вта 5 10 15 20 Через некоторое время по команде с устройства 15 управления счетчик 12 обнуляется, засвечиваются источники 5 и 6 и цикл измерения повторяется.Предложенное устройство выполнено таким образом, что создается два разнесенных между собой изображенил диафрагмы, Эти изображения несмотря на то, что они разнесены друг от друга, перемещаются по одинаковому закону и в одинаковой зависимости от угла поворота. Это позволяет использовать в устройстве беэ применения светоделительных элементов, два излучателя и два прибора с зарядовой связью, которые являютсл наиболее ненадежными элементами оптико-электронных устройств. Дополнительные излучатели и приемники света позволяют легко реализовать дублирование остальных элементов.Таким образом, предложенное устройство обладает более высокой надежностью при сохранении прежнего светового сигнала, то есть прежней чувствительности,Формула изобретения Оптико-электронное устройство, содержащее источник света и оптически связанные щелевую диафрагму, призменный блок, выполненный в виде жестко связанных двух призм, одна из которых типа ЛР,другал - типа АКР, и двух обьективов. каждь 1 й иэ которых оптически связан с одной из призм, и анализатор, выполненный в вде прибора с зарядовой связью, расположе.й в фокальной плоскости одного иэ обьективов и жестко связанный с щелевой, диафрагмой так, что расстояние между их центрами равно расстоянию между центрами обьективов, и блок преобразования,и вы олненный в виде последовательно соедин нных блока формирования сигналов, сч т ка импульсов, блока управления счетчиком, генератора импульсов, делителя частоты и блока управления, первый выход когорого соединен с источником света, второй выход - с вторым входам счетчика импульсов, третий выход соединен с входам анализатора, выход которого соединен с рай выход делителя частоты соединен с вторым входом блока управления счетчикам,третий вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, второй выход блока управления счетчика соединен с третьим входом счетчика импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно снабжено жестко связанными между собой вторым источникам света и вторым анализатором в виде1809299 Составитель Ю. БогуненкоТехред М.Моргентал Корректор Мйаксимишинец Редактор Т.Пигинэ Заказ 1279 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 прибора с зарядовой связью, установленными на расстоянии, равном расстоянию между центрами объективов, второй источник света смещен относительно первого и расположен на продолжении щелевой диафрагмы, а щелевая диафрагма и оба источника света расположены симметричнооптической оси одного из обьективов.