Оптико-электронное устройство для измерения углов

СОЮЗ СОВЕТСКИХ,СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9121 91 (11) 1 В 21/00 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ СВИ ольн спол в прироля ных изо сче ния рой орост вращения поворотного корпу ощью анализатора 4 и фото- в 5 и 6, включенных по диф ьняй схеме, определяют модания светового пучка от и в отверстие 3 поворотного са, С по приемник ференциа мент поп чател(71) Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментови Одесский государственный университет им. И,И. Мечникова(54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВОДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ(57) Изобретение относится к конт-измерительнои технике и может зоваться для измерения углов оростроении, а также для контространственного положения под органов промроботов, Цель тения - повышение точности за меньшения погрешности определе ложения оси, относительно кото уществляется измерение угла, стробирования блока измерений,усреднения большого числа измерени положения оси и объекта при высоко1499123корпуса 2, вращающегося с постояццй скоростью, Врс.мя между регистрацией светового пучка от опорного излучателя 1 ц излучающих объектов 8, пропорциональное измеряемому углу, рдн 5 цо длительности импульсов, которые формируются блоком 7 визирования и блоком измерения, С помощью блока индикации Осущс.твляется регистрация углд н цифровом виде. 11 овышецие точности достигается гтробировднием блока измерения сигналом От путевоговыключатечя, использованием оптической связи между блоком 7 и блокомизмерения, что позволяет повыситьскорость вращения корпуса 2 и осуществить накопление полезного сигнала,2 з,п. Ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетиспользоваться для измерения углов нприборостроении, а также для контроля пространственного положения поднижцых органон промроботон.Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения погрешностиопределения положения оси, относительно которой осуществляется измерение углов, путем стробировдния блока измерений, усреднения большогочисла измерений положения оси и объекта при высокой скорости вращенияповоротного корпуса, 30На фиг1 предстдвленд оптико-механическая схема устройства; на Фи .2 -разрез А-А нд Фиг,1; на фиг, 3 и 4блок-схемы соответственно блока визирования и блока измерения; на фиг.5диаграммы сигналов,Устройство содержит опорцьп излучатель 1, поворотный корпус 2, выполненный в виде светонепроницаемсгоцилиндра с прозрачным отверстием 3, 40анализатор 4, первый 5 и второй 6фотоприемники, блок 7 визировдния(центр отверстия 3 и оптические осифотоприемникон 5 и 6 лежат н той жеплоскости, что и оптические оси опорного иэлучателя 1 и контролируемыхобъектов 8), электрический двигатель9, индикаторный светодиод О, третийфотоприемник 11, путевой выключатель12, блок 13 измерения и блок 14 ицдикации,Блок 7 визирования содержит дифференциальный компдратор 15, суммирующий компдрдтор 16, коцъюцктор 17и формирователь 18 коротких импульсов,Блок 13 измерения содержит сел.ктор 19 нмпульсон по длительности, и-канальный зсрмирондтетть 20 Опорных импульсов, преобразователь 21 время - код,Устройство работает следующим образом,Непрерывно вращаемый электродвигателем 9 корпус 2 сканирует отверстием 3 световые пучки от опорногоизлучателя 1 и контролируемых излучаемых объектов 8, Каждый снетовойпучок дифрагируст нд анализаторе 4,образуя днд пучка первого порядка,падающие нд фотоприемники 5 и 6. Интенсивности дифрагированных пучковуравниваются в момент, когда направление на излучатель 1 или контролируемые объекты 8 перпендикулярноплоскости анализатора 4,При прохождении каждого источника излучения нд выходе суммирующегокомпдрдтора 16 вырабатывается импульс, длительность которого опреде.яется апертурой излучателя и скоростью вращеция корпуса 2. В момент совпадения оптической оси излучателя 1или контролируемых объектон 8 с нормалью к плоскости анализатора 4 навыходе дифференциального компаратора 15 вырабатывается положительныйперепад сигнала, который проходит через коньюнктор 7 на фоне разрешающего гигнала суммирующего компараторд 16,Формирователь 18 коротких импульсон формирует импульс визирования Оддлительностьюпередаваемый черезиндикаторный снетодиод 1 О и фотоприемцик 11 на вход блока 13 измерения.Для обеспечения помехоустойчивости этот импульс подвергается селекции по длительности, ПО его переднему Фронту формируют два импульса Ци Ос длительностями ти 0(предельмннными значениями), Схемой ИСКЛЮЧАЮЩИЕ И эти двд импульса образуют третийимпульс длительностью (ц, - 7,),на фоне которого полезный сигнал Б 4,сформированный по спаду входного импульса И , может пройти на вход формирователя 20 измерительных импульсов. Таким образом, любые импульсы,возникшие вследствие электро- и радиопомех с длительностьюс 8 , или(Г , будут подавлены селектором 19импульсов по длительности (фиг.9),Полезный сигнал в виде импульса11 поступает на вход формирователя 20опорных импульсов, В начальный момент времени при визировании опорного излучателя 1 этот сигнал совпадает с разрешающим сигналом Б от путевого выключателя 12 и приводит внуль все Р-триггеры (не показаны)формирователя 21 опорных импульсов,При этом формируется сигнал опорногоканала Период" Б, а на выходах формирователя 21 начинается формирования измерительных импульсов К ,39,Ьф 7П 25Импульс 111, выработанный при визировании первого из контролируемыхобъектов 8 и прошедший через селектор 19, перевозит в единицу соответствующий триггер формирователя 20.При этом заканчивается формированиеизмерительного импульса БСледующий импульс Б 4 от второгоконтролируемого объекта, проходя повходной шине, устанавливает в единицу другой В-триггер, заканчивая фор 35мирование измерительного импульсаБ на втором выходе формирователя 20,Затем этот процесс продолжаетсядо визирования и-го объекта. В концеоборота вырабатывается очередной импульс Б и цикл измерения начинаетсязаново,Длительность каждого из полученных и-измерительных импульсов И,45Б Бпозволяет судить об угловом положении каждого из п контролируемых объектов 8,С помощью преобразователя 21 время - код информация об угловом поло 50женин объектов 8 представляется вчисловом виде и используется для накопления,Формула и з обретенияОптико-электронное устройство55для измерения углов, содержащее опорный излучатель, поворотный корпус, выполненный в виде светонепроницаемого полого тела вращения с отверстием и установленный с воэможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной плоскости измеряемых углов, установленные в поворотном корпусе анализатор, оптически связанный с отверстием, и первый и второй фотоприемники, последовательно соединенные блок визирования, блок измерения и блок индикации, выходы фотоприемников соединены соответственно с первым и вторым входами блока визирования, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено путевым выключателем, предназначенным для срабатывания при совпадении оптической оси анализатора с направлением на опорный излучатель, индикаторным световодом, установленным на поворотном корпусе, вход которого соединен с выходом блока визирования, третьим фотоприемником, оптически связанным с индикаторным светодиодом, выход третьего фотоприемника соединен с входом блока измерения, который выполнен с управляющим входом, соединенным с выходом нулевого выключателя,2, Устройство по и, 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок визирования выполнен в виде последова- .тельно соединенных дифференциальногокомпаратора, конъюнктора и формирователя коротких импульсов и суммирующего компаратора, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго фотоприемников, а выход - с вторым входом конъюнктора.,блок измерения выполнен в виде п-канального формирователя. измерительныхимпульсов и преобразователя времякод, п входов которого соединены соответственно с п выходами и-канального формирователя временных импульсов,3, Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок измерения снабжен селектором импульсов по длительности, вход которого соединен с входом третьего фотоприемника, а выход - с входом и-канального формирователя измерительных импульсов, 14991211499121 и,Составитель В, ЧулковРедактор А, Коэориз Техред Л,Сердюкова Коррект екмар 83 4677/ЗЬ дписное Тир ГКНТ СССР ВНИИП осударственного комитета по изобретениям и открытия 11335, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, уч. Гагарина, 10