Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 14.07.1975 77371 KI. 21g,4/07 MKP G02M/28 Twórcywynalazku: Boleslaw Kedzia, Janusz Tarach Uprawniony z patentu tymczasowego: Akademia Medyczna, Poznan (Polska) Urzadzenie do pomiarów fotoelektrycznych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do pomiarów fotoelektrycznych, zmieniajace ruch obrotowy na ruch liniowy przesuwania plamki swietlnej ze stala predkoscia, co znajduje zastosowanie zwlaszcza, przy cyfro¬ wym analizowaniu przebiegu funkcji, lub do pomiarów ogniskowej ukladów optycznych.Dotychczasowy stan techniki. Przy pomiarach fotoelektrycznych czesto zachodzi potrzeba cyklicznego przesuwania swiatla lub fotoczujnika wzdluz odcinka pomiarowego.Najczesciej stosowanym rozwiazaniem przelozenia ruchu obrotowego silnika na ruch postepowy oprawy zródla swiatla lub fotoczujnika jest zastosowanie do tego celu sruby. Poniewaz w urzadzeniach tego typu konieczne sa wielokrotne przesuniecia wzdluz odcinka pomiarowego, wiec wykonywanie ruchu w dwu kierun¬ kach wymaga nieciaglej pracy napedu lub zastosowania przekladni nieliniowej. Ponadto w przypadku koniecz¬ nosci wykonywania pomiaru tylko w jednym kierunku, ruch powrotny jest ruchem jalowym.W innym znanym rozwiazaniu stosuje sie nieruchome zródlo swiatla oraz wirujacy element lustrzany, od którego wiazka swiatla odbitego daje plamke swietlna, poruszajaca sie wzdluz odcinka pomiarowego. Tego rodzaju rozwiazanie nie wykazuje wprawdzie wad takich jakie wystepuja w przypadku wyzej opisanego urzadze¬ nia srubowego lecz predkosc plamki swietlnej na odcinku pomiarowym nie jest stala. Zatem w przypadku fotoelktrycznego pomiaru odleglosci miedzy dwoma wskaznikami dokonywanego przez zliczanie impulsów z ge¬ neratora nadawanych w czasie tego przejscia, lub tez przez pomiar czasu tego przejscia, trzeba stosowac odpo¬ wiednie poprawki dla zniesienia nieliniowosci. Np. w przypadku generowania impulsów przez element sprzezony z wirujacym lustrem trzeba stosowac podzialke nieliniowa.Celem wynalazku jest wyeliminowanie powyzszych wad w znanych rozwiazaniach.Istota wynalazku i jego skutki techniczne. Rozwiazanie wedlug wynalazku polega na tym, ze urzadzenie do pomiarów fotoelektrycznych, stanowi zespól ustawiony na drodze swiatla a skladajacy sie z wirujacej ze stala predkoscia obrotowa przeslony, w której wykonana jest srubowa lub spiralna szczelina oraz z nieruchomego elementu z liniowa szczelina. W odmianie urzadzenia, na wirujacej przeslonie jest naniesiona stala podzialka katowa wzgledem której umieszczone jest dodatkowe zródlo swiatla i czujnik generatora impulsów.2 77 371 Zaleta tak rozwiazanego urzadzenia jest to, ze przez zapewnienie stalych obrotów przeslony ze szczelina¬ mi, uzyskuje sie przesuwanie plamki swietlnej ze stala predkoscia wzdluz odcinka pomiarowego. Natomiast, w przypadku pomiarów fotoelektrycznych, ustalajacych ogniskowa ukladów optycznych, wystarcza uzyskac polaczenie miedzy szczelinami na przeslonie i generatorem impulsów z równomierna podzialka katowa. Uzysku¬ je sie wtedy generowanie impulsów w ilosci proporcjonalnej do dlugosci przesuniecia szczelin, co w efekcie prowadzi do unikniecia obowiazku koniecznosci utrzymywania stalej predkosci obrotowej wirujacej przeslony.Stosujac urzadzenie wedlug wynalazku mozna uzyskac dlugie odcinki pomiarowe przy zwartej budowie urzadze¬ nia i bez przekladni mechanicznych.Przyklady realizacji wynalazku. Urzadzenie wedlug wynalazku zostalo objasnione na podstawie nizej przedstawionych dwóch przykladów zastosowania, zilustrowanych schematycznie na rysunku, na którym na fig. 1., przedstawiony jest ideowy schemat urzadzenia do cyfrowego analizowania przebiegu funkcji, a na fig. 2 - schemat urzadzenia do pomiaru ogniskowej ukladów optycznych.Urzadzenie do cyfrowego analizowania przebiegu funkcji posiada zarówke 1, z której swiatlo skupione na wejsciu swiatlowodu 2 przez kondensor 3 jest przez swiatlowód kierowane na wewnetrzna sciane nieprzezro¬ czystego cylindra 4 posiadajacego przezroczysta szczeline 5 o ksztalcie linii srubowej. Cylinder 4 jest napedzany silnikiem 6 i sztywno polaczony z podzialka 7. Podzialka 7 jest umieszczona miedzy zarówka 8 a czujnikiem 9 generatora impulsów 10. W plaszczyznie równoleglej do tworzacej cylindra 4 znajduje sie tasma liz wykresem analizowanej funkcji umieszczona na urzadzeniu transportowym 12. Z drugiej strony tasmy 11 jest swiatlowód 13, którego wejscie stanowi stala szczeline liniowa 14. Swiatlowód 13 kieruje swiatlo przez kondensor 15 do czujnika 16 ukladu sterujacego 17.Poslugiwanie sie urzadzeniem do cyfrowego analizowania przebiegu odbywa sie w ten sposób, ze po umieszczeniu tasmy 11 w urzadzeniu transportowym 12 uruchamia sie silnik 6, skutkiem czego obracajacy sie cylinder 4 powoduje przesuwanie sie oswietlenia przejscia swiatlowodu 13 z jednego konca do drugiego. Tym samym powodujac przerwy w pobudzaniu czujnika 16 zaleznie od wykresu na tasmie 11. Podzialka 7 obracajac sie z cylindrem 4 powoduje przekazywanie impulsów do licznika impulsów 10, poprzez czujnik 9. Równoczesne przesuwanie tasmy 11 z wykresem w kierunku prostopadlym do osi cylindra 4 powoduje, ze uklad sterujacy uruchamia i wylacza licznik w ten sposób, ze ilosci zliczonych sygnalów w czasie jednego obrotu cylindra 4 sa zalezne od rzednej wykresu. Wzajemne polozenie osi cylindra 4 i wejscia swiatlowodu 13 zalezne od polozenia miedzy obrotami cylindra 4 i przesuniecia tasmy 11 umozliwia kompensacje bledu pomiaru zwiazanej z ciaglos¬ cia ruchu tasmy 11.Innym przykladem zastosowania urzadzenia wedlug wynalazku jest przedstawiony schematycznie na fig. 2 uklad do pomiaru ogniskowej ukladów optycznych. Sklada sie on z obiektywu kolimatora 18, w którego plasz¬ czyznie ogniskowej umieszczona jest plytka ogniskowa 19 majaca dwa podswietlone przez zródlo swiatla 20 znaki 21 i 22. Za obiektywem kolimatora 18 umieszczony jest badany uklad 23 i w jego plaszczyznie ogniskowej tarcza 24 z przezroczysta szczelina w ksztalcie spirali Archimedesa i podzialka 7, umiejscowiona na obwodzie tarczy 24. Tarcza 24 obracana jest przy pomocy silnika 6 którego os jest równolegla do osi optycznej kolimatora 18 i badanego ukladu 23 tak umieszczona, ze obrazy znaków 21' i 22' sa utworzone na prostej bedacej promienienl tarczy 24, tym samym obraz prostej na której umieszczone sa znaki plytki ogniskowej 19 stanowi stala szczeline liniowa 14. Za tarcza 24 umieszczony jest swiatlowód 13 kierujacy, przez kondensor 15, swiatlo tworzace obrazy znaków 21* i 22' do czujnika 16, który poprzez uklad sterujacy 17 steruje liczeniem licznika 10.Wejscie swiatlowodu 13 jest równolegle po prostej na której utworzone sa obrazy 21' i 22'. Podzialka 7 tarczy 24 przeslania swiatlo padajace z zarówki 8 na detektor impulsów 9, przekazywanych do licznika 10. Uklad przedstawiony na fig. 2 umozliwia pomiar ogniskowej gdyz przy stalej odleglosci znaków 21 i 22 i stalej ognisko¬ wej obiektywu kolimatora 18, odleglosc obrazów 21' i 22' znaków 21 i 22 jest funkcja ogniskowej badanego ukladu 23. Zatem zliczanie impulsów generowanych podzialka 7 tarczy 24 w okresie gdy szczelina o ksztalcie spirali Archimedesa na tarczy 24 przecina obraz prostej, na której umieszczone sa znaki 21 22 na odcinku miedzy obrazami 21' i 22' jednoznacznie ustala wielkosc ogniskowej badanego ukladu 23. Wielokrotne zliczanie tych impulsów w trakcie wielu obrotów tarczy, umozliwia znaczna kompensacje bledów przypadkowych towarzysza¬ cych pomiarowi. PL