SU706694A1 - Фотоэлектрический автоколлиматор - Google Patents

Description

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АВТОКОЛЛИМАТОР

I

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть, использовано дл  угловых измерений в оптическом производстве, прецизионном машиностроении, геодезии и т.п.

Известны фотоэлектрические автокоплиматоры , содержащие модул торы различных типов 1 .

Недостатком этих устройств  вл етс  ограниченность их применени  дл  измерений в динамике , так как период частоты модул ции должен быть много меньше длительности импул са на выходе фотоприемника, котора  определ етс  скоростью вращени  объекта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению  вл етс  фотоэлектрический автоколлиматор, содержа . щий оптически св занные источник света, объектов , светоделитель, фотоприемник и две идентичные маски, расположенные в фокальных плоскост х объектива, одна - между источником света и светоделителем, а друга  - между светоделителем и фотоприемником 2.

Недостаток известного устройства заключаетс  в невь1сокой точности измерений, так как

при уменьшении размеров щели в маске световой сигнал становитс  трудно различимым на фоне щумов.

Цель изобретени  - повыщение точности измерений .

Эта цель достигаетс  тем, что маски вьшолнены в виде совокупности элементов, области прозрачности которых образуют псевдо1пумовую последовательность.

На фиг. I изображена принципиальна  схе0 ма предлагаемого автоко ллиматрра; на фиг. 2 график характера распределени  областей прозрачности по площади масок; на фиг. 3 - вид .автокоррел ционных функций дл  масор предложенной конфигурации и щелевых масок.

5

Устройство содержит источник 1 света, согласующую оптику - .конденсоры 2 и 3, амплитудные маски 4 и 5, объектив 6, светоделитель 7, фотопркемник 8. Элементом псевдощумовой последовательности в масках 4 и 5  вл етс  квадратное отверстие со стороной г (см. фиг. 2).

Claims (2)

1. Устройство работает следующим образом. Световой поток от источника , пройд  через конденсор 2, освещает маску 4, расположен ную в фокальной плоскости объектива 6, и пос ле светоделител  7 параллельным пучком падае на отражающую поверхность 9 контролируемого объекта. Отразившись от поверхности 9, световой пу чок возвращаетс  в объектив 6 и падает на вторую маску 5, воспроизвод  на ее поверхнос ти изображение маски 4. После прохождени  через маску 5 свет собираетс  конденсором 3 на чувствительную площадку (катод) фотоприемника 8. Если поверхность 9 наклонена под углом а к главной оптической оси автокодлиматора, то изображение маски 4 оказываетс  смещенным относительно маски 5 на величину a Ftg2a, где F - фокусное рассто ние объектива, Результирую1цее поле световой волны на катоде фотоприемника 8 можно найти в виде произведени  коэффициентов пропускани  каждой маски 4, 5 на поле исходной световой волны E E,t,(x-a,y) t, (х.,у)г(1) где ЕО- амплитуда световой волны; г-коэффиодент отражени  поверхности 9; t, (х-а,у) - коэффициент пропускани  маски 4; t (1 у) - коэффициент пропускани  маски 5. Выражение (1) составл ет основу дл  вы,числени  автокоррел ционной функции, значени  которой в характерных точках, соответств ющих взаимному сдвигу масок 4 и 5 на величину птп, составл ют KUfn,o)- (Я) а при отсутствии пространственного сдвига R(0,0) «0,5. 44 Вид ав-10коррел 1ЩО 1ной функции представлен на фиг. 3. кривой В. Кривой С гам же показана дл  сравнени  автокоррел ционна  функци  дл  масок,, на которых .нанесено по одной щели.Как видно из кривой В, автокоррел ционна  функци  предлагаемого устройства характеризуетс  резкимспадением своей величины при смещении масок 4 и 5 от исходного положени . Величина пика автокоррел ционной функции соответствует эквивалентной ширине щели, равной сумме всех участков прозрачности псевдошумовой последовательности, а ширина пика соответствует ширине одного элемента. Таким образом, отношение сигнал/шум и соответственно точность автоколлиматора могут быть увели: чены в число раз, пропорциональное числу элементов псевдошумовой последовательности. Формула изобрете ни   Фотоэлектрический автоколлиматор, содержац ий оптически св занные источник света, объектив, светоделитель, фотоприемник и две идентичные маски,расположенные в фокальных плоскост х объектива, одна - между источником света и светоделителем, а друга  - между светоделителем и фотоприемником, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, маски вьшолнены в виде совокупности элементов, области прозрачности которых образуют псевдоилумовую последовательность . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Голубовский Ю. М. Фотоэлектрические автоколлиматоры,ОМП, № 5, 1970.
2. 2.Гукайлр М. Я. Автоколлимаци . М., Машгиз, 1963,. с. 81 (прототип).

   fea- . , - -П1 -т -WI -8f -61 -«т -21 о гт 4«т ет л wi УЙТ т

   )

   Ф«г5