Способ дистанционного определения пространственного положения плоскости

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУ БЛИН 9) (И) 7 504 С 21 04 Я ПОСОБОСТРАНСТИзобй т СТАНЦИОННОГО ОПР ВЕННОГО ПОЛОЖЕН Ф 46иационный инститидзе ретение относитсяехнике и может быт изме спол ов вибенийовточнос етельство ССС В 11/14, 1974 х з ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ 0 ПИСДНИЕ ИЗ 0 БЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) С НИЯ ПР ПЛОСКО (57) И тельно зовано раций, рабочи Цель и и измерении парамет лебаний и малых сме оверхностей механиз ретения - повышение135 ти измерений за счет высокой чувствительности интенсивности света в интерференционной картине. Интерференционная картина образуется тремя световыми пучками, отраженными от трех отражателей 2, 3, 4 с разными коэффициентами отражения, закрепленных на контролируемой плоскости 5, В плоскости анализа определяются амплитуды, частоты и фазы пространственных гармоник в распределении интенсивности излучения, зафиксированного с помощью взаимно перпендикулярных линеек б и 7 фотодетекторов. Положение контролируемой плоскости опреде 9674ляется по координатам меньших отражателей 3 и 4 относительно отражателя 2 с большим коэффициентом отражения, которые связаны с частотами и фазами трех пространственных гармоник, формируемых сигналами от различных пар отражателей. Путем сравнения возможных комбинаций взаимных положений отражателей выделяется комбинация, удовлетворяющая системе параметров трех зарегистрированных пространственных гармоник. Координаты отражателей 3 и 4 фиксируются регистратором 29 и блоком 30 и регистраторами 32 и 36. 2 ил.1(2) где Е - 25В,В 30 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении параметров вибраций, колебаний и малых смещений рабочих поверхностей механизмов.Целью изобретения является повышение точности измерений пространственного положения плоскости за счет высокой чувствительности распределе" ния освещенности в интерференционной картине, образованной тремя световыми пучкамй, отраженными от отражателей, расположенных на плоскости, к пространственному положению. плоскости.На фиг. 1 показано относительное расположение отражателей, точки О наблюдения и используемой системы координат, на фиг. 2 - схема устройства для осуществления предлагаемого способа.На плоскость, положение которой нужно контролировать, устанавливают три оптических отражателя: первый, второй и третий, не лежащие на одной прямой и имеющие разные коэффициенты отражения, Коэффициент отражения первого отражателя больше коэффициента отражения второго отражателя, а коэффициент отражения второго больше коэффициента отражения третьего.Когерентный оптический сигнал излучается в направлении указанных отражателей. В месте приема отраженных сигналов в плоскости анализа, кото 2рая перпендикулярна линии визирования, анализируют распределение интенсивности сигнала, переменная (в пространстве) составляющая которого 5 представляет линейную сумму трехпространственных гармоник: 1 = 2 А,А сов( р, - 9 ) ++ 2 А А сов(а - Из ) для зоны Фраунгофера15 2 А,А сов 1- 9,) Е ВкВт" Хи Хщ - гд, М (ц+20 амплитуда поля в области отражателейкоэффициенты отражения 1 с-го и ш-го отражателейдлины волны излучения, расстояние от плоскости анализа1 до области установки отражателей,2 Т 1Х , Х , У , У, - координаты 1 с-го и ш-го отражателей, координатные оси Х и Уперпендикулярны оси 2 и па5 13 налы цифровых фильтров 10 и 11 поступают на селекторы-коммутаторы 12 и 13, в которых происходит разделенйе гармоник по амплитудам на первую, вторую и третью и коммутация кодов числовых значений частоты и фазы составляющих пространственных гармоник на регистры 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19, соответственно, сильной, второй и третьей гармоник линейки 6 и на регистры 20 и 21, 22 и 23, 24 и 25, соответственно, первой, второй и третьей гармоник линейки 7. В регистрах 14 и 20 фиксируются расстояния между первым и вторым отража" телями по осям линеек 6 и 7 соответственно, которые пропорциональнычастотам составляющих первой гармони"ки по этим осям. В регистрах 15 и 21фиксируются фазы составляющих первойгармоники по осям линеек 6 и 7 соответственно, которые пропорциональны расстоянию между первым и вторымотражателями вдоль направления прихода отраженных сигналов,Аналогично в регистрах 16, 22 и18, 24 фиксируются расстояния пропорциональные частотам составляющих,соответственно, средней и слабой .гармоник по этим осям.В регистрах 17, 23 и 19, 25 фиксируются фазы составляющих, соответственно, средней и слабой гармоникпо осям линеек 6 и 7 соответственно, которые пропорциональны расстоянию, соответственно, между большими малым, средним и малым отражателями вдоль направления прихода от-,раженных сигналов,К выходам регистров 15 и 21, 17и 23, 19 и 25 подсоединены блоки 26,27 и 28 сравнения, соответственно,в которых происходит сравнение фаз,зафиксированных в этих регистрах.Если фазы одного знака, то на выхо-.де блока сравнения появляется положительный сигнал, если фазы разныхзнаков, то сигнал будет отрицательным.К выходам регистров 14 и 20 подсоединен регистратор 29, на который,кроме того, подается сигнал с выхода блока 26 сравнения. При положи-тельном сигнале на выходе блока 26сравнения относительные (относительно большого отражателя) координатывторого отражателя с регистров 14 и20 фиксируются в регистраторе 29 с 596746одинаковым знаком любым),. при отрицательном сигнале - с противоположными знаками. К выходу регистров 515 и 21 подсоединен блок 30 усреднения, в котором происходит усреднение по модулю выходных сигналов регистров 15 и 21 и фиксация расстояния между первым и вторым отражателями вдоль направления прихода отраженных сигналов.Выходы блоков 27 и 28 сравненияподсоединены к блоку 31 сравнения,на который, кроме того, подаются 15 сигналы с регистров 16, 22 и 18, 24.Если с выхода блока 27 сравнения.идет положительный сигнал, в блоке31 сравнения фиксируются два значениякоординат малого отражения относи тельно большого отражателя с регистров 16 и 22 е положительным и отрицательным знаками, если сигнал навыходе блока 27 сравнения отрицательный, то фиксируются два значения ко ординат малого отражателя относительно первого отражателя с регистров 16и 22 с разными знаками: сигнал с регистра 16 с положительным знаком, срегистра 22 - с отрицательным знаком, 30 с регистра 16 - с отрицательным зна-ком, с регистра 22 - с положительным.знаком. Если с выхода блока 28 сравнения идет положительный сигнал, вблоке 31 сравнения фиксируются два 35значения координат малого отражателя относительно второго отражателяс регистров 18 и 24 с положительными отрицательным знаками, если сигнал на выходе блока 28 сравнения 40 отрицательный, то фиксируются двазначения координаттретьего отражателя относительно второго отражателя с регистров 18 и 24 с разнымизнаками: сигнал с регистра 18 с по ложительным знаком, с регистра 24 -с отрицательным знаком, сигнал срегистра 18 с отрицательным знаком,с регистра 24 - с положительным знаком. В блоке 31 сравнения происходит О сравнение четырех зафиксированныхкоординат третьего отражателя, изкоторых выбираются две ближайшие (иили совпадающие), которые усредняются и подаются на выход блока 31 55сравнения, К выходу блока 31 сравнения подсоединен регистратор 32.К выходам регистров 17 и 23, 18и 25 подсоединены блоки 33 и 34усреднения соответственно, в которых3 Фиа 1 Редактор Л.Повх Составитель В,ЧулковТехреду М.Дидык ректор 0 Кравцов Заказ 6146/44 Тираж 677 ПодписИИПИ Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д Н и 113035, 4/5 водственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,происходит усреднение по модулю выходных сигналов регистров 17 и 23,19 и 25 соответственно, и фиксациярасстояний вдоль напряжения приходаотраженных сигналов между, соответственно, первым и третьим, вторыми третьим отражателями. Выходы бло-ков 33 и 34 усреднения соединены совходами блока 35 усреднения, в котором происходит усреднение координатытретьего отражателя в направленииприхода отраженных сигналов. К выходу блока 35 усреднения подсоединенрегистратор 36. Формула изобретения Способ дистанционного определения пространственного положения плоскости, основанный на излучении когерентного оптического сигнала и его фото 59674 8электрической регистрации, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерений пространственного положения плоскости, 5на ней устанавливают первый, второйи третий отражатели, не лежащие наодной прямой, причем коэффициент отражения первого отражателя выбирается большим коэффициента отражениявторого, коэффициент отражения второго отражателя - большим коэффициента отражения третьего, в областиприема отраженных оптических сигналов, расположенной в зоне анализаинтерференционной картины, перпендикулярной оптической оси, проводятанализ пространственных гармоник интерференционной картины и положение.контролируемой плоскости определяютпо значениям фаз и амплитуд пространственных гармоник.