RU2036425C1

RU2036425C1 - Goniometer

Info

Publication number: RU2036425C1
Authority: RU
Inventors: Петр Тимофеевич Добрынин; Тимофей Петрович Старцев
Original assignee: Петр Тимофеевич Добрынин; Тимофей Петрович Старцев
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1995-05-27

Abstract

FIELD: optical instrumentation engineering. SUBSTANCE: vertical dial of goniometer has nomograph. Distance between initial circle of it and lines of nomograph changes proportionally to cosine of inclination angle of sighting axis of telescope. Nomograph can be placed directly in field of vision of theodolite eye-piece or be projected there by means of optical system. Invention provides for possibility of use of eye-piece micrometer, turning of nomograph with the aid of gear transmission and change of diagram scale by panchromatic microscope. EFFECT: expanded application field. 5 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к геодезическим угломерным приборам. The invention relates to optical instrumentation, in particular to geodetic goniometric devices.

Наведение визирной оси теодолита или другого угломерного прибора на предмет производится путем угловых поворотов корпуса прибора с помощью наводящего винта. Противодействует усилию, создаваемому винтом, пружина. После наведения сетки нитей зрительной трубы пружина в течение некоторого времени выбирает люфты механизма наведения. Это нарушает первоначальное положение коллимационной плоскости. В результате возникает ошибка в угловых измерениях. Для ослабления влияния ошибок используют окулярные микрометры в зрительной трубе. При этом точный отсчет направления визирования получают в виде суммы отсчета по лимбу и отсчета по окулярному микрометру с учетом поправки в отсчет микрометра за угол наклона зрительной трубы. Поправка равна разности отсчета при наведении на предмет и отсчета при положении сетки в коллимационной плоскости, деленной на косинус угла наклона трубы. Aiming the sighting axis of the theodolite or other goniometer device on an object is carried out by angular rotations of the device body using a guide screw. Resists the force created by the screw, the spring. After pointing the telescope filament grid, the spring selects the play of the guidance mechanism for some time. This violates the initial position of the collimation plane. As a result, an error occurs in the angular measurements. To mitigate the effects of errors, ocular micrometers in the telescope are used. In this case, the exact reading of the direction of sighting is obtained as the sum of the reading on the dial and the reading on the ocular micrometer, taking into account the correction in the reading of the micrometer for the angle of the telescope. The correction is equal to the difference of the reference when pointing at the object and the reference when the grid is in the collimation plane divided by the cosine of the angle of inclination of the pipe.

Известны также угломерные приборы, содержащие зрительную трубу, оптически сопряженную с вертикальным кругом, отсчеты по которому наблюдаются через окуляр зрительной трубы. Однако такая система прибора не позволяет получать отсчет в поле зрения трубы при наведении на предмет вне коллимационной плоскости. Also known are goniometric devices containing a telescope optically paired with a vertical circle, readings of which are observed through the eyepiece of the telescope. However, such a system of the device does not allow to obtain a reference in the field of view of the pipe when pointing at an object outside the collimation plane.

Целью изобретения является повышение производительности за счет исключения необходимости совмещения направления на визирную цель с коллимационной плоскостью угломерного прибора. The aim of the invention is to increase productivity by eliminating the need to combine directions to the target with the collimation plane of the goniometer.

Указанная цель достигается за счет усовершенствования угломерного прибора, содержащего зрительную трубу с фокусным расстоянием объектива f, горизонтальный круг, размещенный на вертикальной оси вращения, вертикальный круг, размещенный на горизонтальной оси вращения и оптически сопряженный с полем зрения окуляра зрительной трубы через проекционный микроскоп с увеличением V, и первый светоделитель, размещенный между объективом и окуляром. This goal is achieved by improving the goniometer containing a telescope with a focal length f of the lens, a horizontal circle located on the vertical axis of rotation, a vertical circle placed on the horizontal axis of rotation and optically paired with the field of view of the eyepiece of the telescope through a projection microscope with an increase in V , and a first beam splitter located between the lens and the eyepiece.

Усовершенствование заключается в том, что вертикальный круг выполнен с линиями номограммы, одна из которых является окружностью с центром, совмещенным с центром вертикального круга, а другие выполнены в виде кривых. При этом вертикальная касательная к изображению окружности в поле зрения окуляра совмещена с коллимационной плоскостью, а расстояние l между линиями номограммы по радиальным направлениям вертикального круга определяется из выражения
l f/V ˙ tg α cos γ где α угловая величина интервала между линиями номограммы;
γ угол между горизонтальным и наклонным радиальным направлениями вертикального круга.The improvement consists in the fact that the vertical circle is made with nomogram lines, one of which is a circle with a center aligned with the center of the vertical circle, and the others are made in the form of curves. In this case, the vertical tangent to the image of the circle in the field of view of the eyepiece is aligned with the collimation plane, and the distance l between the nomogram lines in the radial directions of the vertical circle is determined from the expression
lf / V ˙ tg α cos γ where α is the angular value of the interval between the lines of the nomogram;
γ angle between the horizontal and inclined radial directions of the vertical circle.

Угломерный прибор может быть снабжен окулярным микрометром с подвижным оптическим элементом и отсчетным штрихом и вторым светоделителем, расположенным в одной плоскости с первым светоделителем и оптически сопряженным с подвижным оптическим элементом окулярного микрометра. The goniometer can be equipped with an ocular micrometer with a movable optical element and a reference bar and a second beam splitter located in the same plane as the first beam splitter and optically coupled to the moving optical element of the ocular micrometer.

На фиг. 1 изображен вертикальный лимб с номограммой; на фиг. 2 участок номограммы, наложенный на поле зрения окуляра; на фиг. 3 поле зрения окуляра зрительной трубы угломерного прибора при наведении его на предмет; на фиг. 4 и 5 возможные варианты поля зрения угломерного прибора при исполнении его с окулярным микрометром. In FIG. 1 shows a vertical limb with a nomogram; in FIG. 2 section of the nomogram superimposed on the field of view of the eyepiece; in FIG. 3 field of view of the eyepiece of the telescope of the goniometer when pointing it at an object; in FIG. 4 and 5 are possible variations of the field of view of the goniometer when it is performed with an ocular micrometer.

На фиг. 1-5 обозначены центр лимба и центр окружности номограммы 1, окружность номограммы 2, внутренняя линия номограммы 3, наружная линия номограммы 4, край стеклянного лимба 5, наблюдаемый предмет 6, линия раздела двух секций делителя поля 7, граница секции поля 8 и изображение отсчетного штриха 9. In FIG. Figures 1-5 indicate the center of the limb and the center of the circle of the nomogram 1, the circle of the nomogram 2, the inner line of the nomogram 3, the outer line of the nomogram 4, the edge of the glass dial 5, the observed object 6, the dividing line of two sections of the field divider 7, the boundary of the field 8 and the reference image stroke 9.

Вертикальный лимб (см. фиг. 1) имеет нанесенную из центра 1, совпадающего с горизонтальной осью, начальную окружность 2 и линии номограммы, ограниченные внутренней 3 и наружной 4 кривыми. По горизонтальному направлению через центр 1 расстояния до внутренней 3 и наружной 4 линий номограммы от начальной окружности 2 равно условной единице. Для радиальных направлений интервал уменьшается, составляя величину, пропорциональную косинусу угла наклона от горизонтального направления. The vertical limb (see Fig. 1) has the initial circle 2 and the nomogram line, bounded by the inner 3 and outer 4 curves, drawn from the center 1, which coincides with the horizontal axis. In the horizontal direction through the center 1 of the distance to the inner 3 and outer 4 lines of the nomogram from the initial circle 2 is equal to a conventional unit. For radial directions, the interval decreases, amounting to a value proportional to the cosine of the angle of inclination from the horizontal direction.

Угломерный прибор работает следующим образом. The goniometer device operates as follows.

На фиг. 2 на поле зрения окуляра наложены линии номограммы. В поле окуляра видны отрезки начальной окружности 2, внутренней 3 и наружной 4 линий номограммы. Кроме того, показана вертикальная касательная к изображению окружности в виде двух отрезков прямых, совмещенных с коллимационной плоскостью, и наблюдаемый предмет 6, смещенный вдоль горизонтальной сетки от коллимационной плоскости. Между крайними линиями номограммы 3 и 4 показаны промежуточные линии номограммы, а также знаки "+" и "-", определяющие знак поправки. Если цена деления интервала между линиями номограммы равна 10'', то поправка в отсчет горизонтального лимба для направления на предмет 6 составляет +1,8 ˙ 10 18''. Такой вид поля зрения угломерного прибора получается при использовании светоделительного кубика, причем изображения предметов 6 и линий номограммы получаются полупрозрачными. Для увеличения четкости изображений может быть использован светоделитель с линией раздела 7, совмещенной с горизонтальной линией сетки (фиг. 3) и непрозрачной отражающей поверхностью. В этом случае отсчет поправки производится по положению изображения предмета 6 относительно линий номограммы. На фиг. 3 поправка в отсчет горизонтального круга составляет -1,3 ˙ 10 -13''. In FIG. 2, nomogram lines are superimposed on the field of view of the eyepiece. In the eyepiece field, segments of the initial circle 2, inner 3 and outer 4 lines of the nomogram are visible. In addition, a vertical tangent to the image of a circle is shown in the form of two straight line segments aligned with the collimation plane, and the observed object 6, offset along the horizontal grid from the collimation plane. Between the extreme lines of the nomograms 3 and 4, intermediate lines of the nomogram are shown, as well as the signs "+" and "-", which determine the sign of the correction. If the price of dividing the interval between the lines of the nomogram is 10``, then the correction to the horizontal dial count for direction to item 6 is +1.8 ˙ 10 18 ''. This type of field of view of the goniometer is obtained using a beam splitting cube, moreover, images of objects 6 and lines of the nomogram are translucent. To increase the clarity of images, a beam splitter with a dividing line 7 combined with a horizontal grid line (Fig. 3) and an opaque reflecting surface can be used. In this case, the correction is counted by the position of the image of the subject 6 relative to the lines of the nomogram. In FIG. 3, the correction to the horizontal circle reading is -1.3 ˙ 10 -13 ''.

На фиг. 4 и 5 показаны поля зрения при исполнении угломерного прибора в вариантах с окулярным микрометром. На фиг. 4 изображение предмета 6 совмещено микрометром с перекрестием сетки, а на фиг. 5 перекрестие сетки передвинуто микрометром по полю зрения до совмещения с изображением предмета 6. Отсчеты по микрометру составляют -0,9 ˙ 10-9'' и -2,9 ˙ 10 -29'' для фиг. 4 и 5 соответственно. В варианте исполнения фиг. 5 шкала микрометра показана развернутой на 90^о и роль вертикальной касательной к окружности номограммы играют вертикальные отрезки сетки нитей в центре поля зрения и их развернутая проекция на линию номограммы 2.In FIG. 4 and 5 show the field of view when performing the goniometer in versions with an ocular micrometer. In FIG. 4, the image of object 6 is aligned with a micrometer with a crosshair of the grid, and in FIG. 5, the crosshairs of the grid are moved with a micrometer along the field of view until they are aligned with the image of object 6. The readings for the micrometer are -0.9 ˙ 10-9 '' and -2.9 ˙ 10 -29 '' for FIG. 4 and 5, respectively. In the embodiment of FIG. 5, the micrometer scale is shown rotated by 90 ^° and the vertical segments of the grid of threads in the center of the field of view and their detailed projection onto the line of the nomogram 2 play the role of the vertical tangent to the circumference of the nomogram.

Claims

1. AN ANGLOMER DEVICE, comprising a telescope with a focal length f of the lens, a horizontal circle located on the horizontal axis of rotation, a vertical circle placed on the horizontal axis of rotation and optically coupled to the field of view of the eyepiece of the telescope through a projection microscope with an increase in v, and a first beam splitter located between the lens and the eyepiece, characterized in that, in order to increase productivity by eliminating the need to combine the direction of the target with the collimation With a sharpness, the vertical circle is made with the lines of the nomogram, one of which is made in the form of a circle with the center aligned with the center of the vertical circle, and the other in the form of curves, while the vertical tangent to the image of the circle is aligned with the collimation plane, and the distance l between the lines of the nomogram is the radial directions of the vertical circle is determined from the expression
l = f / vtgαcosγ,
where α is the angular value of the interval between the lines of the nomogram;
g angle between the horizontal and inclined radial direction of the vertical circle.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with an ocular micrometer with a movable optical element and a reference bar and a second beam splitter, located in the same plane with the first beam splitter and optically paired with the movable optical element of the ocular micrometer.