[实用新型]采用码尺的直读式光电准直测角仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用码尺的直读式光电准直测角仪，用于测量光学面的面倾角误差，属于光电检测技术领域。

背景技术

光学自准直比较测角仪能够测量反射面倾角，例如楔形平板玻璃的楔角测量、光学镜面角度误差测量等，是一种科研、教学、工业生产等领域常用的光学测角仪器。各种光学自准直比较测角仪的结构及测量过程彼此有所不同，其中一种其结构及测量过程如下，如图1所示，由光源1照明十字分划板2，携带十字丝像3的透射光再透过半反半透镜4，之后由准直透镜5整形成平行光，该平行光照射到被测面6后反射，十字丝像3随之反射，当被测面6与光轴垂直时，十字丝像3就会与十字分划板2中的十字丝7完全重合，当被测面6与光轴不垂直时，也就是出现了面倾角α，反射回的十字丝像3与十字丝7二者十字中心会出现偏离，偏离的量称为角距离ΔS，如图2所示，根据经验公式即可由系列ΔS的值计算出对应的系列面倾角α的值，将这些计算结果作为标尺刻度。在半反半透镜4的十字丝像3的反射光路上安放屏幕8，在屏幕8上有可移动的读数鼓夹丝9以及固定的标尺10，调整读数鼓夹丝9使十字丝像3位于读数鼓夹丝9中间，如图3所示，此时即可直读出十字丝像3对应的标尺10的刻度，该刻度即为测量结果。该光学自准直比较测角仪的测量精度为1′，量程为50′×50′。

然而，所述光学自准直比较测角仪其不足在于，人工读数易造成操作者疲劳，也存在人为误差，另外，1′的测量精度也比较低。

实用新型内容

为了降低操作者的操作强度，消除人为误差，提高测量精度，我们发明了一种采用码尺的直读式光电准直测角仪。

在本实用新型之采用码尺的直读式光电准直测角仪中，光源1、半反半透镜4、准直透镜5依次光学同轴排列，在半反半透镜4的像的反射光路上安放屏幕8，其特征在于，如图4所示，绝对式码尺11位于光源1、半反半透镜4之间，并且处在准直透镜5的焦平面上；所述绝对式码尺11上分布若干条彼此平行的码道，第一条码道为精码道，其余为粗码道，各条码道通光和不通光组合形成的编码具有单值函数特征；屏幕8上有一个狭缝12，在狭缝12后面沿狭缝12排布一组光敏器件13；所述一组光敏器件13与A/D转换器相连，A/D转换器再与计算机相连。

本实用新型其技术效果在于，由光源1照明绝对式码尺11，如图4所示，在测量的过程中绝对式码尺11静止，携带码道图像的透射光再透过半反半透镜4，之后由准直透镜5整形成平行光，该平行光照射到被测面6后反射，码道图像随之反射，之后码道图像由半反半透镜4反射到屏幕8上。在本实用新型之采用码尺的直读式光电准直测角仪的装调中，调整屏幕8使狭缝12的走向与码道图像中的码道走向垂直，在测量的过程中屏幕8静止。由狭缝12后面的一组光敏器件13获取码道图像中的一窄幅明暗相间图像的电平错落电信号，如图5所示，当被测面6出现一个面倾角α时，也就是被测面6偏离垂直光轴的状态时，码道图像在屏幕8上平移一个角距离ΔS，由狭缝12后面的一组光敏器件13获取码道图像中另一窄幅图像的电信号，如图6所示。以此类推。基于本实用新型中的绝对式码尺11的结构特征，面倾角α的变化最终引起的所述的电信号的变化具有唯一性。作为几何位移量的角距离ΔS被光敏器件转换电信号，作为模拟量的电信号经A/D转换器转换成数字量，传送给计算机进行数据处理得到面倾角α的值。可见，本实用新型之采用码尺的直读式光电准直测角仪无需人工读数，降低了操作者的操作强度，消除人为误差。码尺的采用，对码道图像的精细分割，以及计算机技术的应用，使得测量精度得到明显提高，测量精度能够达到0.1″。

附图说明