Принцип работы гониометра основан на измерении смещения световой марки, отраженной от измеряемой поверхности, по светочувствительному элементу автоколлиматора.

При повороте объекта измерений, установленного на юстируемом столике, механически связанного с фотоэлектрическим преобразователем угловых перемещений (ФПУ), вокруг вертикальной оси в моменты совпадения нормалей к отражающим поверхностям объекта измерений с автоколлимационной маркой цифрового автоколлиматора (АК) на выходе последнего формируются информационные сигналы, по которым выполняются вычисления величины угла поворота объекта измерений относительно референтной метки ФПУ. Информационные сигналы АК и ФПУ передаются в электронный блок, где выполняется их преобразование в данные, пригодные для обработки и отображения на персональном компьютере (ПЭВМ).

Конструктивно гониометр представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из оптико-механического и электронного блоков, управление которыми осуществляется с помощью специализированного программного обеспечения, установленного на ПЭВМ.

Оптико-механический блок (ОМБ) представляет собой массивный алюминиевый корпус, в верхней части которого установлены юстируемый столик для установки объекта измерений и АК на регулируемой по высоте стойке. Юстируемый столик закреплен на поворотном валу, установленном вертикально в основании корпуса гониометра. Также на поворотном валу закреплен ротор ФПУ. Статор ФПУ жестко закреплен в корпусе гониометра. Вращение вала производится с помощью специального электродвигателя постоянного тока.

ФПУ является одним из основных элементов гониометра. Принцип работы ФПУ основан на регистрации относительной величины прошедшего через растровое сопряжение потока оптического излучения как координатно-периодической функции взаимного углового положения регулярного растра шкалы и растров окон анализатора. Преобразователь имеет два кинематически связанных функциональных звена: радиальную растровую шкалу (лимб), жестко связанную с валом преобразователя, и растровый анализатор неподвижного считывающего узла. Лимб содержит две концентрические информационные дорожки: регулярного растра и референтной метки. Растровый анализатор содержит окна инкрементного считывания и референтную метку. Референтная метка растрового анализатора позиционно согласована с дорожкой референтных меток лимба. Считывающий узел решает задачу реализации растровых и кодовых сопряжений, информативно соответствующих величине углового перемещения, и задачу считывания, обработки и анализа текущих значений оптически информативных параметров указанных сопряжений.

Вторым из основных элементов гониометра является двухкоординатный цифровой автоколлиматор (АК), состоящий из автоколлимационной трубы (включающей в себя объектив, установленный в фокальной плоскости), светочувствительного элемента (КМОП-матрицы) и светодиодного источника излучения (осветитель с маркой).

КМОП-матрица используется для формирования измерительного сигнала и, в то же время, является измерительной шкалой, служащей для определения координат световой марки. Применение в автоколлиматоре КМОП-матриц нового поколения — с микролинзами и усили-

телями сигнала в каждом фоточувствительном элементе, позволяет повысить их чувствительность при расширении динамического диапазона.

Электронный блок (ЭБ) является устройством управления основными элементами ОМБ и выполняет функции интерфейса между ОМБ и ПЭВМ. С помощью интерфейсной платы ФПУ осуществляется преобразование сигналов датчика угла поворота в выходные коды и передача их в ПЭВМ. С помощью платы обработки изображения АК производится обработка и передача в ПЭВМ фото- и видеоизображений автоколлимационной марки. С помощью контроллера электродвигателя выполняется управление поворотом юстируемого столика. Кроме того, ЭБ является источником электропитания всех основных узлов ОМБ — ФПУ, АК и электродвигателя.

ПЭВМ, с установленным программным обеспечением (ПО), является центром управления гониометром. ПО позволяет в автоматическом режиме выполнять управление вращением (поворотом) юстируемого столика, обработку и отображение фото- и видеоизображений АК, а также обеспечивает сбор, хранение и отображение результатов измерений. Обмен информацией между ПЭВМ и ЭБ осуществляется по USB-интерфейсу.

Гониометры модели ДГ-03Ц от модели ДГ-1Ц отличает установка КМОП-матрицы с большей светочувствительностью, что позволяет повысить точность измерений.

Общий вид гониометра представлен на рисунке 1.

б)

^а)

б)

место нанесения знака утверждения типа (а), места пломбировки (б)

Таблица 4 - Комплектность

Таблица 2- Метрологические характеристики

Таблица 3- Основные технические характеристики