EA001977B1 - Устройство для контроля блока модулятора - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, более конкретно - к устройствам для контроля параметров блоков модулятора. Устройство для контроля блока модулятора содержит оптически сопряженные осветительную систему (1), проекционный объектив (2), установленный с возможностью перемещения вдоль его оптической оси вдоль направляющих (3), и зрительную трубу (4). Зрительная труба включает объектив (5), сетку (6), дополнительный проекционный объектив (8) и визирное устройство (9). Оно содержит также плоскопараллельную пластину (10) с перекрестием на одной из ее рабочих поверхностей, установленную между проекционным объективом и зрительной трубой так, что центр перекрестия совпадает с оптической осью проекционного объектива. Дополнительный проекционный объектив расположен между сеткой и визирным устройством зрительной трубы и установлен с возможностью перемещения вдоль его оптической оси в первое, второе и третье фиксированные положения. При этом визирное устройство зрительной трубы в первом и втором фиксированных положениях дополнительного проекционного объектива оптически сопряжено с сеткой зрительной трубы, а в третьем фиксированном положении - с плоскостью перекрестия плоскопараллельной пластины. Применение нового устройства позволяет повысить точность контроля размеров поля управления в начальном и конечном положениях компонент панкратической системы блока модулятора, а также повысить оперативность оценки наличия срезания рабочего светового пучка оправами оптических элементов блока модулятора, связанного с ошибками юстировки его оптической схемы, и оперативность определения угла наклона оси

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, более конкретно - к устройствам для контроля параметров блоков модулятора при их сборке, юстировке и испытаниях. Блоки модулятора используются в системах наведения ракет с помощью лазерного поля управления. Такие системы применяются главным образом в объектах бронетанковой техники. Блок модулятора включает растр, установленный с возможностью вращения с целью модулирования оптического излучения лазерного источника, проекционную оптическую систему и расположенную за последней панкратическую систему, изменяющую размер изображения кодовых дорожек растра в соответствии с требуемой циклограммой работы блока модулятора в процессе полёта ракеты. Проекционная оптическая система обеспечивает оптическое сопряжение внутренней и внешней кодовых дорожек растра. Размер изображения дорожек растра определяет размер поля управления в месте нахождения управляемой ракеты.

Известно устройство для контроля параметров блока модулятора, содержащее оптически сопряжённые осветительную систему, проекционный объектив, установленный с возможностью перемещения вдоль его оптической оси, и зрительную трубу, включающую объектив, сетку и визирное устройство [1]. Для возможности использования зрительной трубы в области рабочей длины волны света, которая находится в ИК-области спектра, визирное устройство включает электронно-оптический преобразователь. Осветительная система обеспечивает малую расходимость излучения. Она имитирует излучение лазерного источника и формирует световое пятно в плоскости кодовых дорожек растра блока модулятора, установленного между осветительной системой и проекционным объективом. Известное устройство обеспечивает возможность контроля размеров изображения дорожек растра в начальном и конечном положениях панкратической системы блока модулятора, а также смещение изображения точки пересечения осей дорожек растра относительно оси панкратической системы при движении ее подвижных компонент. Однако это устройство не позволяет добиться высокой точности контроля размеров изображения дорожек растра вследствие значительного перепада увеличений панкратической системы (примерно в 25 раз). Кроме этого оно не позволяет оперативно оценить наличие срезания рабочего светового пучка оправами оптических элементов блока модулятора и угол наклона оси светового пучка, прошедшего блок модулятора, к оси панкратической системы, также приводящий к срезанию выходящего из канала управления светового пучка, а следовательно, к уменьшению энергии в поле управления и уменьшению вероятности поражения ракетой удалённой цели. Последняя задача в известном устройстве решается путем его частичной доработки:

проекционный объектив отодвигается от своего номинального положения по направляющим, а на его оси размещается дополнительный оптический узел - сетка с перекрестием, которое должно совпадать с фокальной плоскостью проекционного объектива. Такая доработка известного устройства требует существенных затрат времени, необходимых при контроле каждого блока модулятора.

Задачей изобретения является повышение точности контроля размеров изображения кодовых дорожек растра в начальном и конечном положениях компонент панкратической системы за счет уменьшения разности размеров этих изображений, а также повышение оперативности оценки отсутствия срезания световых пучков оправами оптических элементов блока модулятора и контроля угла наклона оси светового пучка, прошедшего блок модулятора, к оси панкратической системы.

Для решения поставленной задачи в устройство для контроля блока модулятора, содержащее оптически сопряжённые осветительную систему, проекционный объектив, установленный с возможностью перемещения вдоль его оптической оси, и зрительную трубу, включающую объектив, сетку и визирное устройство, в отличие от прототипа введена плоскопараллельная пластина с перекрестием на одной из ее рабочих поверхностей, установленная между проекционным объективом и зрительной трубой так, что центр перекрестия совпадает с оптической осью проекционного объектива, а зрительная труба включает дополнительный проекционный объектив, расположенный между сеткой и визирным устройством, установленный с возможностью перемещения вдоль его оптической оси в первое, второе и третье фиксированные положения, причём визирное устройство зрительной трубы в первом и втором фиксированных положениях дополнительного проекционного объектива оптически сопряжено с сеткой зрительной трубы, а в третьем фиксированном положении - с плоскостью перекрестия плоскопараллельной пластины.

Введение в зрительную трубу дополнительного проекционного объектива, расположенного между сеткой и визирным устройством и установленного с возможностью перемещения вдоль его оптической оси в первое и второе фиксированное положения, в которых визирное устройство оптически сопряжено с сеткой зрительной трубы, обеспечивает повышение точности контроля, так как позволяет компенсировать перепад увеличений панкратической системы в начальном и конечном положениях ее компонент, а следовательно, увеличить масштаб меньшего из двух измеряемых изображений дорожек растра и уменьшить относительную погрешность производимых измерений. Введение в известное устройство плоскопараллельной пластины с перекрестием, расположенной между проекционным объективом и зрительной тру бой, а также дополнительного проекционного объектива в зрительную трубу, установленного с возможностью перемещения в третье фиксированное положение, при котором визирное устройство зрительной трубы оптически сопряжено с плоскостью перекрестия плоскопараллельной пластины, позволяет обеспечить оперативный контроль угла наклона оси светового пучка, прошедшего блок модулятора, к оси панкратической системы, так как не требует введения дополнительных элементов в измерительную схему для оценки отсутствия срезания световых пучков и исключает необходимость связанной с этим дополнительной юстировки части устройства.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, на фиг. 2 показан вид поля зрения визирного устройства зрительной трубы в момент контроля в первом или во втором фиксированном положении дополнительного проекционного объектива, на фиг. 3 - вид поля зрения визирного устройства зрительной трубы в момент контроля в третьем фиксированном положении дополнительного проекционного объектива.

Устройство для контроля блока модулятора включает (фиг. 1) осветительную систему 1, проекционный объектив 2, установленный с возможностью перемещения вдоль его оптической оси по направляющим 3, зрительную трубу 4, содержащую объектив 5, сетку 6, зеркало 7, дополнительный проекционный объектив 8, установленный с возможностью перемещения по направляющим вдоль его оптической оси в первое Р₁, второе Р₂ и третье Р₃ фиксированные положения, и визирное устройство 9, а также плоскопараллельную пластину 10 с перекрестием на одной из ее рабочих поверхностей. На фиг. 1 показан также контролируемый блок модулятора 11, включающий узел 12 с растром и проекционной оптической системой, и панкратическую систему 13, формирующую при перемещении ее компонент изображения кодовых дорожек растра вблизи плоскости Р переменной величины. Полевая диафрагма 14 условно характеризует размер кодовой дорожки растра на входе блока модулятора. Осветительная система 1 посредством блока модулятора оптически сопряжена с проекционным объективом 2, за которым расположена зрительная труба 4. Плоскопараллельная пластина 10 установлена между проекционным объективом 2 и зрительной трубой 4 так, что центр ее перекрестия совпадает с оптической осью проекционного объектива 2. Дополнительный проекционный объектив 8 зрительной трубы 4 в первом ?! и втором Р₂ фиксированных положениях обеспечивает оптическое сопряжение визирного устройства 9 с сеткой 6, а в третьем Р₃ фиксированном положении - оптическое сопряжение визирного устройства 9 с плоскостью перекрестия плоскопараллельной пластины 10. Зеркало 7 обеспечивает удобство компоновки устройства. Визирное устройство 9 представляет собой фоточувствительную матрицу, вы ход которой соединен с видеоконтрольным устройством (на фиг. 1 не показано).

Работает устройство следующим образом.

Осветительная система 1 формирует узкий световой пучок, параметры которого (световой диаметр, угол расходимости) близки к параметрам светового пучка штатного источника излучения, который освещает одну из кодовых дорожек растра блока модулятора 11. Проекционная оптическая система узла 12 проектирует засвеченную зону этой дорожки на вторую дорожку растра. Точка пересечения оси проекции первой дорожки растра и оси второй дорожки растра номинально располагается на оси панкратической системы 13, а наложенные изображение первой дорожки на вторую дорожку образуют информационный квадрат, в пределах которого при вращении растра формируются команды управления. Этот квадрат с помощью панкратической системы 13 проектируется в плоскость Р. Проекционный объектив 2 (практически состоящий из двух склеенных линз) формирует изображение плоскости Р в бесконечности. Если дополнительный проекционный объектив 8 (практически рассчитан объектив из четырех линз) установлен в первое Р₁ или второе Р₂ фиксированное положение, то на экране видеоконтрольного устройства наблюдается светлое изображение Ιι информационного квадрата одновременно с измерительной шкалой сетки 6 зрительной трубы, как показано на фиг. 2. Это обусловлено тем, что в этом случае визирное устройство 9 оптически сопряжено с измерительной шкалой сетки 6, расположенной в фокальной плоскости объектива 5 (двухлинзовый объектив), где образуется также изображение информационного квадрата. Размеры этого изображения могут быть измерены с помощью измерительной шкалы сетки 6, либо с помощью отсчетного устройства, введенного в состав визирного устройства 9. Если линейное увеличение дополнительного проекционного объектива в положении ?! равно У₁, то линейное увеличение этого объектива в положении Р₂ равно ν₂ = 1/ν₁. Теория построения такой оптической системы подробно изложена в [2]. Можно, например, выбрать для конечного положения панкратической системы 13 увеличение ^ν> = V», где и отношение размеров изображений дорожек растра в плоскости Р в начальном и конечном положениях панкратической системы. Тогда для начального положения панкратической системы 13 в положении Р₂ дополнительного проекционного объектива 8 увеличение ν₂ = .

В этом случае размеры изображения информационного квадрата на экране видеоконтрольного устройства для начального и конечного положений панкратической системы 13 будут одинаковы, что позволяет получить при их оценке одинаково высокую точность измерений в отличие от прототипа, где в конечном положении панкратической системы размер информационного квадрата в η раз меньше, чем в начальном, а следовательно, значительно меньше и точность измерений.

Для определения величины смещения точки пересечения осей дорожек растра (центра информационного квадрата) относительно оси панкратической системы 13 может быть использована измерительная шкала сетки 6 зрительной трубы 8 (см. фиг. 2). При правильной юстировке блока модулятора центр изображения информационного квадрата в процессе перемещения компонент панкратической системы из начального положения в конечное положение не будет смещаться относительно шкалы.

Для оценки наличия срезания светового пучка оправами оптических элементов блока модулятора и определения угла наклона оси светового пучка, прошедшего блок модулятора, к оси панкратической системы дополнительный проекционный объектив 8 зрительной трубы 4 устанавливают в третье фиксированное положение Г₃. При этом видеоконтрольное устройство 9 оптически сопряжено с плоскостью перекрестия пластины 10. На экране видеоконтрольного устройства наблюдают изображение перекрестия плоскопараллельной пластины 10 и светлое пятно 1₂, представляющее собой сечение светового пучка, прошедшего контролируемый блок модулятора 11 и проекционный объектив 2. Вид наблюдаемой на экране видеоконтрольного устройства картины показан на фиг. 3. При правильной юстировке блока модулятора пятно имеет форму круга, центр которого совпадает с центром перекрестия пластины 10. При наличии же ошибок юстировки наблюдаемое пятно смещено относительно своего номинального положения и может быть искажено вследствие срезания его части оправами оптических элементов блока модулятора.

Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает не только возможность высокоточного контроля размеров информационного квадрата, то есть размеров поля управления, в начальном и конечном положениях компонент панкратической системы, а также изменения положения центра это-

Фиг. 1 го квадрата при перемещении компонент панкратической системы, но и позволяет оперативно определить наличие срезания рабочего светового пучка оправами оптических элементов блока модулятора, связанное с ошибками юстировки его оптической схемы, и оценить угол наклона оси выходящего из блока модулятора светового пучка к оси его панкратической системы.

Используемые источники информации:

1. Прибор для контроля параметров проекционной системы. Техническое описание КЮ 587 М.000 ТО, ЦКБ Пеленг, 1987 г (прототип).

2. Сакин И.Л. Инженерная оптика. Л., Машиностроение, 1976, стр.208.

Claims (1)

1. Устройство для контроля блока модулятора, содержащее оптически сопряженные осветительную систему, проекционный объектив, установленный с возможностью перемещения вдоль его оптической оси, и зрительную трубу, включающую объектив, сетку и визирное устройство, отличающееся тем, что оно содержит также плоскопараллельную пластину с перекрестием на одной из ее рабочих поверхностей, установленную между проекционным объективом и зрительной трубой так, что центр перекрестия совпадает с оптической осью проекционного объектива, а зрительная труба включает дополнительный проекционный объектив, расположенный между сеткой и визирным устройством, установленный с возможностью перемещения вдоль его оптической оси в первое, второе и третье фиксированные положения, причем визирное устройство зрительной трубы в первом и втором фиксированных положениях дополнительного проекционного объектива оптически сопряжено с сеткой зрительной трубы, а в третьем фиксированном положении - с плоскостью перекрестия плоскопараллельной пластины.