SU767510A1 - Фотоэлектрическое устройство - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может найти применение при высокоточном измерении угловых и линейных перемещений ра зличньк объектов.

Известно фотоэлектрическое устройство , содержащее последовательно устанавливаемые по ходу излучени  от объекта объектив, еветоделительную призму, в каждом из двух потоков излучени  от которой последо .вательно размещены конденсатор и отражающее зеркало, блок приемников излучени  и усилитель, опорную ветвь, выполненную из последовательно установленных источника излучени , конденсатора , блока приемников излучени  и усилител , модул тор, расположенный центральной частью перед блоком п 1емников излучени ; опорна  ветвь расположена на периферии модул тора , который перекрывает поток излучени , поступающий на блок приемников излучени  опорной ветви l .

Недостатком этого устройства  вл етс  его чувствительность к изменению сигналов в обоих каналах , что обуславливаетс  изменением размеров изображени  объекта относительно прорезей модул тора

лучистого потока и характера распределени  энергии в изображении, а также неточной юстировкой. Вследствии этого устройство имеет невысокую точность измерени .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени .

Дл  этого устройство снабжено

to синхронньм детектором, св занным входами с выходом блоков приемников излучени , и подключенным на его выход интегратором, модул тор выполнен с двум  растрами, концен15 трично нанесенньми на его поверхность: один растр, имеющий одинаковые по ширине прозрачные и непрозрачные участки, размещен на пери- . ферии модул тора, другой, имеющий

20 ширину прорезей, составл ющую четверть периода растра, - в его. центральной части, а в качестве конденсора опорного канала использован конденсор, обеспечивающий

25 ширину пучка опорного излучени , меньшую участков периферийного растра , установленный так, чтобы расположение центра изображени  источника опорного излучени  перекрывалось модул тором одновременно с одним из

30

отоков излучени  от светоделительной призмы.

На фиг.1 изображено описываемое устройство; на фиг. 2 - модул тор.

Устройство содержит объектив 1 , ветоделительную призму 2, конденоры 3, 4 , 5, зеркала 6,7, модул тор 8 лучистого потока, блоки 9, 10 приемников излучени , усилители 11, 12 переменного тока, источник 13 излучени , синхронный детектор ,14 и интегратор 15. Источник 13, излучени , конденсатор 5, блок 10 прйеМников излучени  и усилитель 12 образуют опорную ветвь. Светоделительна  призма 2  вл етс  анализатором изображени  и установлена в плоскости изображени  объекта

(на фиг.1 не показан) , например, в фокальной плоскости, конденсоры 3

и 4 установленьг за светоделительной призмой 2 на пути пучков излучени , отраженного от граней этой призмы. Зеркала б, 7 установлены с двух стоpiOM под углами к ос м пучков излучени , обеспечивающими пересечение этих осей в точке, наход щейс  на чувствительной площадке блока 9 приемников излучени . Центр блока 9 приемников излучени  расположен на оптической оси объектива 1. К блокам 9, 10 приемников излучени  подключены усилители 11, 12 переменного тока, например, выход которых .

соединен с синхронным детектором 14. Выход синхронного детектора 14 подключен к интегратору 15.

На фиг.2 изображен модул тор 8 лучистого потока. На него нанесены два растра, один из которых расположен в его -Центральной части и имеет

ширину прорезей, составл ющую чет- -. верть периода растра, а другой расположен на периферии модул тора и

Имеёт одинаковые по ширине прозрачные и непрозрачные участки. Оба растра расположены концентрично. Ось модул тора в расположена на оптической оси объектива 1, а плоскость его растра .удалена от фокальной плоскости объектива 1 на рассто ние, обеспечивающее пересечение ос ми разд- , военных пучков лучей внутреннего растра и поочередное перекрывание раздвоенных пучков лучей от объекта. Конденсор 5 опорной ветви фокусирует уменьшенное изображение источника 13 излучени  в плоскость периферийного растра модул тора 8, а центр этого изображени  расположен так. Что оно пересекаетс  модул тором одновременно с одним из потоков излучени  от светоделительной призмы 2. Ширина пучка лучей опорного излучени  дл  получени  пр моугольной формы модулированного потока выбираетс  на несколько порТдков меньше прорезей внешнего растра, что обеспечиваетс  выбором

r; lJi; .. . , .. i.

конденсора 5. Вместо линзовых кон денсоров и плоских можно использовать сферические или асферические зеркала, выполн ющие функции конденсатора.

- Устройство работает следующим образом.

Поток излучени  от объекта фокусируетс  объективом 1 в плоскость светоделительной призмы 2, делитс  ее на два потока, которые поо0 чередно проход т через прорези центрального растра и облучают блок 9 приемников излучени . Если объект находитс  на оптической оси объектива 1, то амплитуды обоих

5 модулированных потоков и соответствующих им напр жений и ии2В цепи блок 9 приемников излучен 1Я равны друг другу. Эти сигналы вместе с сигналом От опорной ветви

0 после усилени .подаютс - на вход синхронного детектора 14, на. выходе которого образуетс  сигнал, пропорциональный произведению указанных сигналов. Величина сигнала

5 на выходе интегратора 15 равна нулю .

Если объект смещен относительно оптической оси объектива 1,. то амплитуды сигналов и и U2 не будут равны друг другу, и, следовательно на выходе интегратора 15 по витс  сигнал, величина которого при пр моугольной модул ции в обоих каналах сравнени  пропорциональна углу рассогласовани , а фаза зависит от направлени  смещени  объекта.. Сигнал на выходе интегратора 15 будет пропорционален углу рассогласовани  на входе и описываетс  независимо от сигналов U и U2 в обоих каналах сравнени  одним и тем же выражением вида

.1/ AsL

и.

вых

где Дос, - текущий угол рассогласовани  (линейное перемещение) ;,

Zoig- угловой размер изображени  объекта в плоскости анализа;

К - некоторый посто нный коэффициент , завис щий от конкретной схемы устройства,

В устройствеполностью устранены погрешности из-за неидентичности форлы сигналов в обоих каналах сравнени , что и позвол ет повысить точность измерени .

Claims (1)

1. Николаев П.В. и Сабинин Ю.А. Фотоэлектрические след щие системы. Л., Энерги  , 1969, с. 34 (проQ тотип).

л/х. Л