Оптико-електронний пристрій

Оптико-электронное устройство, содержащее источник света и оптически связанные щелевую диафрагму, призменный блок, выполненный в виде жестко связанных двух призм, одна из которых типа АР -90°, другая - типа АКР - 90°, и двух объективов, каждый № которых оптически связан с одной из призм, и анализатор, выполненный в виде прибора с зарядовой связью, расположенный в фокальной плоскости одного из объективов и жестко связанный с щелевой диафрагмой таким образом, что расстояние между их центрами равно расстоянию меж ду центрами объективов призменного блока, блок преобразования, электрически соединенный с анализатором и выполненный в виде последовательно соединенных блока формирования сигналов, блока управления счетчиком и счетчика импульсов, последовательно соединенных генератора импульсов, делителя частоты и блока управления, первый выход которого соединен с источником света, второй выход - со вторым входом счетчика импульсов, третий выход соединен с входом анализатора, выход которого соединен со входом блока формирования сигналов, второй выход делителя частоты соединен со вторым входом блока управления счетчиком, третий вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, второй выход блока управления счетчиком соединен с третьим входом счетчика импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено жестко связанными между собой вторым источником света и вторым анализатором в виде прибора с зарядовой связью, установленными на расстоянии, равном расстоянию между центрами объективов, второй источник света смещен относительно первого и расположен на продолжении щелевой диафрагмы, а щелевая диафрагма и оба источника света расположены симметрично оптической оси одного из объективов. Предлагаемое устройство относится к области измерительной техники,в частности. к устройствам, обеспечивающим измерение углов поворота контролируемого объекта относительно оси скручивания (линии, соединяющей два объекта). Предлагаемое устройство может применяться в станкостроении, в строительстве, в геодезии. с > ел 00 о 15728 Известно оптико-электронное измерительное устройство, содержащее оптически связанные осветитель, призменный блок, установленный на контролируемом объекте, и следящую систему с анализатором в виде призмы-ножа [1]. Основными недостатками этого устройства является наличие большой погрешности, вызываемой нестабильностью элементов следящей системы и низкая надежность. Наиболее близким к заявляемому устройству и принятым за прототип является устройство, включающее оптически связанные источник света, щелевую диафрагму, призменный блок, выполненный в виде жестко связанных двух призм, одна из которых типа АР-90°, другая - типа АКР-90° и двух рбьективов, каждый из которых оптически связан с одной из призм, анализатор, расположенный в фокальной плоскости одного из объективов, и блок преобразования [2]. Анализатор выполнен в виде прибора с зарядовой связью, жестко связанного с щелевой диафрагмой таким образом, что расстояние между их центрами равно расстоянию между центрами объективов призменного блока. Блок преобразования, электрически соединенный с анализатором, выполнен в виде последовательно соединенных блока формирования сигналов, блока управления счетчиком и счетчика импульсов, последовательно соединенных генератора импульсов, делителя частоты и блока управления, первый выход которого соединен с источником света, второй выход - со вторым входом счетчика импульсов, тре~ тий выход соединен со входом анализатора, выход которого соединен со входом блока формирования сигнала. Второй выход делителя частоты соединен со вторым входом блока управления счетчиком, третий вход которого соединен со вторым выходом генератора импульсов. Второй выход блока управления счетчиком соединен с третьим входом счетчика ілмпульсое, выход которого является выходом устройства. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Прототип обладает низкой надежностью в связи с тем, что при выходе из строя любого радиоэлектроэлементз, например, 50 источника света или прибора с зарядовой связью, это устройство становится неработоспособно. В основу изобретения поставлена задача повышения надежности устройства без 55 ослабления светового сигнала. Для решения поставленной задачи предлагается а известном оптико-электронном устройстве, содержащем источник света и оптически связанные щелевую диафрагму, призменный блок, выполненный в виде жестко связанных двух призм, одна из которых типа АР-900, другая - типа АКР-ЭО0, и Двух объективов, каждый из которых оптически связан с одной из призм, и анализатор, выполненный в виде прибора с зарядовой связью, расположенный в фокальной плоскости одного из обьективов и жестко связанный с щелевой диафрагмой таким образом, что расстояние между их центрами равно расстоянию между центрами объективов призменного блока, блок преобразования, электрически соединенный с.анализатором и выполненный в виде последовательно соединенных блока формирования сигналов, блока управления счетчиком и счетчика импульсов, последовательно соединенных генератора импульсов, делителя частоты и блока управления, первый выход которого соединен с источником света, второй выход - со вторым входом счетчика импульсов, третий выход соединен со входом анализатора, выход которого соединен со входом блока формирования сигналов, второй выход делителя частоты соединен со вторым входом блока управления счетчиком, третий вход которого соединен со вторым выходом генератора импульсов, второй выход блока управления счетчиком соединен с третьим входом счетчика импульсов, дополнительно ввести жестко связанные между собой второй источник света и второй анализатор в виде прибора с зарядовой связью, установленные на расстоянии, равном расстоянию между центрами объективов, второй источник света смещен относительно первого и расположен на продолжении щелевой диафрагмы, а щелевая диафрагма и оба источника "вета расположены симметрично оптической оси одного из объективов. Так*.м образом, в устройстве создаются два разнесенных между собой изображения диафрагмы. Эти изображения, несмотря на то, что они разнесены друг от друга, перемещаются по одинаковому закону в одинаковой зависимости от угла поворота. Это позволяет использовать в устройстве без применения светоделительных элементов два излучателя и два прибора с зарядовой связью, которые являются наиболее ненадежными элементами оптико-электронных устройств. Дополнительные излучатели и приемники света позволяют легко реализовать дублирование остальных элементов Таким образом, устройство обладает более высокой надежностью при сохранении прежнего светового сигнала, те. прежней чувствительности. 15728 Соответственно приборы 7 и В также На чертеже представлено предлагаерасположены симметрично оптической оси мое устройство, содержащее: 3 объектива. - призменный блок 1 е виде жестко свяЩелевая диафрагма 4 имеет габариты, занных между собой призм типа АР-900 и 5 превышающие габариты нескольких светопризмы типа АКР-90°; лриемных ячеек. Блоки 10, 11, 12, 13, 14, 15 - объективов 2, жестко связанных с могут быть выполнены в однокзнальном испризменным блоком; полнении, в двухканальном исполнении и - оптические оси 3 объективов: трехканальном исполнении. - щелевая диафрагма 4; Устройство работает следующим обра- основной источник света 5 и дополни- 10 зом. Свет от источников 5 и б попадает на тельный источник света 6; объектив 2 и формируется в два параллель- анализатор, s виде основного прибора ных пучка (один - от одного источника света, с зарядовой связью 7 и дополнительного другой - от другого источника света). Эти прибора с зарядовой связью 8: - стеклянная пластинка 9, на которой 15 пучки, пройдя призменный блок 1, попадают на объектив 2, который строит два участзакреплены (приклеены) щелевая диафрагка изображения щели 4 в своей фокальной ма и приборы с зарядовой связью; плоскости. Причем участок щели 4, освеща- блок преобразования, содержащий, емый источником света 5, строится на свенапример, блок формирования сигналов 10, блок управления счетчиком 11, счетчик им- 20 точувствительной площадке прибора с зарядовой связью 7, а участок щели, освепульсов 12, генератор импульсов 13, делищаемой источником света 6, строится на тель частоты 14, блок управления 15: светочувствительной площадке прибора с - блок 16 формирования управляющих зарядовой связью 8. импульсов; 25 Если линия, соединяющая центры объ- коммутатор 17 частоты. ективов 2 будет параллельна линии, прохоПриборы с зарядовой связью 7 и 8, блок дящей через щелевую диафрагму 2 и центры 10 формирования сигналов, блок 11 управприборов с зарядовой связью 7 и 8, то изоления счетчиком и счетчик 12 импульсов пображение участков щели 4 будет совпадать следовательно электрически соединены 30 с центрами приборов 7 и 8. между собой. При повороте призменного блока 1 вокГенератор 13 импульсов, делитель 14 руг оптической оси 3 объектива 2 (оси скручастоты и блок 15 управления также послечивания) на угол аоптическая ось одного из довательно электрически соединены между объективов 2 будет поворачиваться относисобой. Первый выход блока 15 соединен с ис- 35 тельно оптической оси другого объектива 2 точниками 5 и 6 света, второй выход - со и два изображения щелевой диафрагмы 4 вторым входом счетчика 12 импульсов, требудет смещаться от центров по светочувсттий выход - со входами приборов 7 и 8 с вительным площадкам на одинаковую велизарядовой связью. Второй выход делителя чину Д і = Btg a, где В - расстояние между 14 частоты соединен со вторым входом бло- 40 центрами объективов 2. Светоприемные ка 11 управления счетчиком, третий вход ячейки а пределах изображения щелевой которого соединен со вторым выходом генедиафрагмы 4 накапливают заряды пропорратора 13 импульсов. Второй выход блока 1 ционально освещенности и времени экспоуправления счетчиком соединен с третьим зиции источников света 5 и 6. входом счетчика 12 импульсов, выход кото- 45 После окончания экспозиции с блока 15 рого является выходом устройства. управления на приборы с зарядовой связью Щелевая диафрагма 4 и приборы с заря7 и 8 поступают тактовые импульсы перенодовой связью 7 и 8 находятся в фокальной са заряда. Эти импульсы образованы из имплоскости объективов 2. Источник света 5 и пульсов, вырабатываемых генератором 13 с прибор с зарядовой связью 7, а также источ- 50 помощью деления частоты делителем 14 и ник света 6 и прибор с зарядовой связью 8 преобразованием параметров импульсов с жестко связаны между собой на расстоянии, помощью блока 15 управления. равном расстоянию между центрами объекНа вход блока 10 формирования сигнативов 2. Дополнительный источник света б лов поступает сигнал в виде импульсов просмещен относительно основного 5, жестко 55 порциональной освещенности ячеек. В связан с ним и расположен на продолжении блоке 10 сигналы накапливаются и фильтрущелевой диафрагмы 4 так. что щелевая диются с целью эффективного подавления соафрагма 4, основной и дополнительный исставляющей тактовой частоты На выходе точник света 5 и 6 расположены блока 10 формирования сигналов появляетсимметрично оптической оси 3 объектива 15728 ся импульс, форма которого раенэ форме огибающего информационного сигнала При перемещении щелевой диафрагмы 4 временный интервал от начала до середины импульсов будет изменяться на величину, пропорциональную величине перемещения щелевой диафрагмы 4. Далее сигнал поступает в блок 11 управления счетчиком, где формируется прямоугольный импульс при превышении уровня сигнала выше порогового. Этот импульс управляет коммутатором 17 частоты, входящего в блок 11. При отсутствии управляющего импульса на выходе блока 16 формирования управляющих импульсов (входящего в блок 11) на вход счетчикэ импульсов 12 поступают счетные импульсы от генератора 13 (через блок 11) с частотой f, а при наличии - с частотой f/2 (от делителя 14 через блок 11). Так как частота выбрана в п раз (п - целое число) выше тактовой, то за время перехода информации (заряда) в приборах 7 и 8 из одной ячейки в другую в счетчик 13 заносится п импульсов при отсутствии управляющего импульса с формирователя управляющих импульсов блока 11 и при наличии управляющего импульса - п/2 импульсов. 5 10 15 20 25 8 Таким образом в момент подачи тактового импульса с устройства 15 на приборы 7 и 8 счетчик 12 открывается и заполняется количеством импульсов Nt с частотой f до момента прихода управляющего импульса, Затем счетчик 12 дополнительно заполняется количеством импульсов N2 с частотой f/2 до момента окончания управляющего импульса. По окончании управляющего импульса счетчик останавливается, Общее количество импульсов Ni + N2. записанных в счетчик 12, будет пропорционально расстоянию от начала периодической структуры приборов с зарядовой связью 7 и 8 до середины двух изображений марки 4. Так как известно для каждого конструктивного исполнения необходимое количество и м п у л ь с о в No. соответствующее положению изображения марки в центре приборов 7 и 8 и угловая цена одного импульса т , то угол поворота а будет равен а= m(Ni + N2 - N0). Через некоторое время по команде с устройства управления 15 счетчик 12 обнуляется, засвечиваются излучатели 5 и 6 и цикл измерения повторяется. 15728 Упорядник Замовлення 4198 Техред М.Моргентал Коректор А. Обручар Тираж . Підписне Державне патентне відомство України, 254655. ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101