SU1060938A1 - Устройство дл измерени угла поворота объекта - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ . УГЛА ПОВОРОТА ОНЬЕКТА, содержащее источник излучени , двухлучевой интерферометр , преобразователь угла поворота и регистрирукмдий блок, от ли ч а ю щ её с   тем, что, с целью расширени  диапазона- измер емых углов, оно снабжено светоделителем и пр моугольной призмой, установленными на выходе излучени  Zik/f l7 22 из источника, вторым двухлучевым интерферометром, установленным в световом потоке, отраженном от светоделител , преобразователь угла поворота вьтолнен в виде оптического клина и установлен на одном валу с контролируемым объектом, соосно с ним, оба интерферометра выполнены идентично и каиодый из них включает оптически св занный светоделитель, в одном потоке излучени  от которого расположены пр моугольна  призма, кольцевой отражатель и призма-триэдр , а в другом - втора  и треть  пр моугольные призмы, кольцевой отражётель и призма-триэдр,,а пара призм-триэдров каждого интерферометра неподвижно располагаетс  мегкду (Л контролируемым объектом и оптическим клином на равном рассто нии от оси вращени  вала. g 05 о CD ОЭ OO

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а точнее к интерференционным устройствам дл  измерени  угла врсэдени  объектов, и может быть использовано в качестве прецизионного датчика угловых перемещений .

Известно устройство дл  измере-г йй  угла поворота объекта, содержащее источник излучени , двухлучевой интерферометр, преобразователь угла- поворота и регистрирующий блок В- Качестве, преобразовател  угла поворота в указанном устройстве испЬльэован набор цилиндрических кварцевых дисков, который св зан жестко с осью вращени  контролируемого объекта, благодар  чему обеспечиваетс  измерение угла вращени  до 360 ri более ClJ.

Недостатком устройства  вл етс  небольшой диапазон измер емых углов вследствие малой чувствительности кварцевых дисков к изменению относительной разности хода информационных лучей при их вращении и нелинейности этого изменени , котора  практически не поддаетс  коррекции,

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  угла поворота объекта, содержащее i источник излучени ,: двухлучевой интерферометр , йрёобразователь угла поворота и регистрирующий блок C2J.

В качестве преобразовател  угла поворота в известном устройстве использованы плоские концевые отражатели , которые жестко св зываютс  с осью вращени  контролируемого объекта .

Недостатком известного устройства  вл етс  небольшой диапазон измерени  угла вращени  контролируемых объектов, который ограничиваетс  угловым полем зрени  зрительной трубы и как правило не превышает . единиц угловыхградусов,

Цель изобретени  - расширение диапазона измер емых углов.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  угла поворота объекта, содержащее источник излучени , двухлучевой интерферометр . Преобразователь, угла поворота и регистрирующий блок, снабжено светоделителем и пр моугольной призмой, установленными на выходе излучени  из источника, вторым двухлучевым интерфе1рометром, установленным в световом потоке, отраженном от светоделител , преобразователь угла поворота выполнен в виде оптического клина и установлен на одном валу с контролируемым объектом, соосно с ним, оба интерферометра выполнены идентично и каждый из них йклк1чает оптически

св занные светоделитель, в одном потоке излучени  от которого расположены пр моугольна  призма, концевой отражатель и призма-триэдр, а в другом - втора  и. треть  пр моуголь5 ные призмы, кольцевой отражатель и призма-триэдр, а пара призм-триэд г ров каждого интерферометра неподвижно располагаетс  между контролируемым объектом и оптическим клином 10 на рйвнрм рассто нии от оси враицени  вала.

На фиг. 1 и 2 представлены два взаимноперпендикул рных боковых вида устройства.

5 Устройство содержит источник излучени  1, светоделитель 2,.дл  формировани  второго оптического канала , светоделитель 3-й 4 дл  формировани  двух информациойных лучей (J в первом и втором интерферометрах, оптический клин 5,  вл ющийс  оптическим преобразователем угла поворота и устанавливаемым на одном валу 6 с контролируемым объектом 7, 5 пр моугольные призмы 8 - 14 и призмы-триэдры 15 - 18, кольцевые отра . жатели 19 - 22 дл  возвращени  со- ;.. ответствующего Луча в обратном направлении , выполненные в виде зар ,. кал с отверстием дл  пропускани  соответствующего информационного луча в оптический клин 5, и регистрируквдий блок в виде фотоприемников 23 и 24, первого и второго соответственно интерферометра, и вычисли тельное устройство (не показано ). I

Устройство работает следующим образом.

Пучок света от источника 1 пада0 ет на светоделитель 2. Прошедший светоделитель 2 луч света образует первый оптический канал, а отражен ный от светоделител  2 луч света образует второй оптический канал. с Луч света первого оптического

канала претерпевает отражение в пр моугольной призме 3 и направл етс  в светоделитель 3 первого интерферометра , в котором он делитс  на два информационных луча.

Один информационный луч (прошедший через светоделитель 3/ претерперает отражени  последовательно в пp мoyгoльныk призмах 9 и 10, проходит через отверсти  в кольцевом

5 отражателе 19, а затем через оптический клин 5 претерпевает отражение в призме-триэдре 15 и направл етс  смещенным параллельно первоначальному направлению снова в опти0 ческий.клин 5, пройд  который падает на кольцевой отражателе; 19. Так как кольцевой отражатель 19 расположен перпендикул рно падающему на него информационному лучу, то пос5 ледний,возвращаетс  в обратном направлении и попадает на светоделитель 3. Второй информационный луч (отраженный от светоделител  3) претерпевает отражение в пр моугольной призме 11, проходит через кольцевой отражатель 20, а затем через оптический клин 5, претерпевает отражение в призме-триэдре 16 и направл етс  смещенным параллельно первоначальному направлению вновь в опти ческий клин 5 и, пройд  его, падает на кольцевой отражатель 20. Так как отражатель 20 также расположен перпендикул рно падающему на него информационному лучу, то последний возвращаетс  в обратном направлении и попадает тоже в светоделитель 3. На светоделительном покрытии светоделител  3 оба информационных луча первого интерферометра интерферируют друг с другом и направл -: ютс  в фотоприемник 23. Принцип действи  второго интерферометра аналогичен принципу действи  первого интерферометра. Луч света второго оптического канала делитс  в светоделителе 4 на-два информационных луча. Один информационный луч проделывает следующий оптический путь: 12, 13, через отверстие в кольцевом отражателе 21, через оптические элементы 5, 17,5, 21, 5, 17, 5, через отверстие в кольцевом отражателе 21, и через оптические элементы 13, 12 и 4, а второй 14 через отверстие в кольце вом отражателе 22, и через оптичес кие элементы 5, 18, 5, 22, 5, 18, 5, через отверстие в кольцевом отр жателе 22, и через оптические элементы 14 и 4. На светоделительном покрытии светоделител  4 оба информационных луча второго интерферометра интерферируют друг с другом и направл ютс  в фртоприемник 24. Вычислительное устройство (не показано ) обрабатывает информацию, полученную из фотоприемников 23 и . 24. При вращении оптического клина 5 вокруг оси 6 в плоскости, проход щей через ось вращени  и центры отверстий кольцевых отражателей 19 и 20 первого интенферометра, так же как и в плоскости, проход щей через ось вращени  и центры отверстий кольцевых отражателей 21 и 22 второго интерферометра, происходит изменение толщины оптического клина, а следовательно, и изменение оптической длины пути информационных лучей, т.е. в обоих интерферометрах возникает между информационными лучами относительна  разность хода ДР . Если прин ть положение оптического клина 5, при котором ребро двугранного угла клина параллельно плоскости , проход щей через ось 6 и центры отверстий кольцевых отражателей 19 и 20, за исходное и учитывать, что плоскость, проход ща  через ось 6 и центры отверстий кольцевых отражателей 19 и 20, перпендикул рна плоскости , проход щей через ось 6 и центры отверстий кольцевых отражателей 21 и 22,-то при повороте оптического клина на угол Ч относительно указанного его исходного положени  толщина клина в месте прохождени  через него, как одного, так и второго луча первого интерферометра мен етс  по закону trksinS(1) Определение угла в предлагаемом устройстве требует совместной обработки информации, поступающей с регистраторов интерференционной картины первого и второго интерферометров . Каждое отдельно вз тое уравнение системы, описывающее изменение разности хода в первом или втором интерферометре, не позвол ет однозначно определить углы поворота.

20If

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ОБЪЕКТА, содержащей источник излучения, двухлучевой интерферометр, преобразователь угла поворота и регистрирующий блок, от ли ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения диапазона- измеряемых углов, оно снабжено светоделителем и прямоугольной призмой, установленными на выходе излучения из источника, вторым двухлучевым интерферометром, установленным в световом потоке, отраженном от светоделителя, преобразователь угла поворота выполнен в виде оптического клина и установлен на одном валу с контролируемым объектом, соосно с ним, оба интерферометра выполнены идентично и каждый из них включает оптически связанный светоделитель, в одном потоке излучения от которого расположены прямоугольная призма, кольцевой отражатель и призма-триэдр, а в другом - вторая и третья прямоугольные призмы, кольцевой отражатель и призма-триэдр,-а пара призм-триэдров каждого интерферометр ра неподвижно располагается между “ контролируемым объектом и оптическим клином на равном расстоянии от оси вращения вала.

   SU ,1060938 (pU9.1