SU1120242A1 - Device for measuring star radial velocity - Google Patents

Device for measuring star radial velocity Download PDF

Info

Publication number
SU1120242A1
SU1120242A1 SU833570987A SU3570987A SU1120242A1 SU 1120242 A1 SU1120242 A1 SU 1120242A1 SU 833570987 A SU833570987 A SU 833570987A SU 3570987 A SU3570987 A SU 3570987A SU 1120242 A1 SU1120242 A1 SU 1120242A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
spectrum
spectrograph
mask
expander
star
Prior art date
Application number
SU833570987A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Юрьевич Невский
Николай Александрович Шевченко
Original Assignee
Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.М.А.Суслова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.М.А.Суслова filed Critical Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.М.А.Суслова
Priority to SU833570987A priority Critical patent/SU1120242A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1120242A1 publication Critical patent/SU1120242A1/en

Links

Landscapes

  • Navigation (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛУЧЕВЫХ СКОРОСТЕЙ ЗВЕЗД, содержащее Телескоп, спектрограф с расширителем спектра с установленной на нем кассетной приставкой, состо щей из маски-копии звездного спектра в виде прозрачной пластины с металлическим покрытием, в котором выполнены параллельные щели, положение которых соответствует положению линии поглощени  в спектре исследуемой звезды, фокусирующей системы и по-, следовательно соединенных фотоумножител , усилител  и блока накоплени  фотонных импульсов, подключенного к ЭВМ, отличающеес  тем, что, с целью повышени  его точности и упрощени  конструкции, параллельные щели маски-копии звездного спектра расположены под углом Cf к нормали относительно направлени  дисперсии спектрографа при этом величина угла tp соответствует выражению . , Vz (ji-arcid --- 1 to D-C-H где „ - диапазон измер емых скоростей; - средн   длина волны наблюдаемого спектра; j5 - дисперси  спектрографа Н - высота перемещени  спектра в фокальной плоскости от (Л расширител  спектрографа; С - скорость света, между щел ми параллельно направлению дисперсии спектрографа в маске-копии звездного спектра выполнены реперные щелн, рассто ние между которыми соответствует формуле ю 4 о to 4 где И ширина спектра, получаема  to при действии расширител  спектра; N заданное число интервалов скорости, на которые разбит весь измер емый диапазон скорости, а выход расширител  спектра спектрогра ( соединен с входом блока накоплени  фотонных импульсов.A DEVICE FOR MEASURING STAR STAR SPEEDS, containing a telescope, a spectrograph with a spectrum expander with a cassette attachment mounted on it, consisting of a mask-copy of the stellar spectrum in the form of a transparent plate with a metallic coating, in which parallel slits are arranged, the position of which corresponds to the position of the absorption line in the spectrum of the star under study, the focusing system and, consequently, the connected photomultiplier, the amplifier and the photon pulse accumulation unit, connected to a computer, are different It is noted that, in order to increase its accuracy and simplify the design, the parallel slits of the mask-copy of the stellar spectrum are located at an angle Cf to the normal relative to the direction of dispersion of the spectrograph, the magnitude of the angle tp corresponding to the expression. , Vz (ji-arcid --- 1 to DCH where "is the range of measured velocities; is the average wavelength of the observed spectrum; j5 is the spectrograph dispersion H is the height of the spectrum moving in the focal plane from (L extender spectrograph; С is the speed of light, between slits parallel to the direction of dispersion of the spectrograph in a mask-copy of the stellar spectrum, reference slits are made, the distance between which corresponds to the formula 4 4 to 4 where AND is the width of the spectrum obtained to under the action of the spectrum expander; N and the measured speed range, and the output of the spectrum spectral expander (connected to the input of the photon pulse accumulation unit.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  лучевых (радиальньк ) скоростей звезд по величине доплеровского смещени  спектральных линий фотоэлектрическим методом с применением маски-копии звездного спектра. Известен спектрометр лучевых скоростей , который содержит маску-копию звездного спектра, механизм перемещени  с отсчетным устройством, фокусирующую оптику, светоприемник и уси лительно-регистрирующую аппаратуру Недостатками известного устройства  вл ютс  отсутствие возможности накоплени  и усреднени  сигнала дл  исключени  атмосферных помех, неустойчивость к температурным изменени м; механическа  неточность узла перемещени  маски, в которой возникают ошибки, св занные с гнутием при различных положени х телескопа, люфтами и качеством изготовлени  винта и скольз щих поверхностей. Известно устройство дл  измерени  лучевых скоростей звезд, содержащее телескоп, спектрограф с расширителем спектра с установленной на нем кассетной приставкой, состо щей из маски-копии звездного спектра в виде прозрачной пластины с металлическим покрытием, в котором выполнены параллельные между собой щели, соответствующие лини м поглощени  в спек ре исследуемой звезды, фокусирующей системы и последовательно соединенных фотоумножител , усилител  и блока накоплени  фотонных импульсов, подключенного к ЭВМ. Кроме маски, фокусирующей оптики и ФЭУ, устанавливаемых на кассетной части спектрографа, в известном устройстве за входной щелью внутри спек рографа устанавливаетс  плоскопарал лельна  пластинка, приводима  в коле бание генератором качани . Колебани  пластины вокруг оси параллельной щели спектрографа вызывают продольные качани  спектра относительно маски в направлении дисперсии спектрографа. Величина сдвига спектра определ етс  датчиком положени  пластины и вводитс  дл  обработки в электронный блок накоплени  сигнала 2 . В результате накоплени  и устреднени  нескольких сканов увеличиваетс  точность измерений (0,8-0,5 км/с) за счет уменьшени  атмосферных помех, однако остаютс  ошибки, св занные с механическим исполнением узла качани  плоскопараллельной пластины, неточностью датчика положени  пластины . Узел качани  пластины остаетс  чувствительным к термическим и механическим деформаци м, что  вл етс  недостатком устройства. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  скорости при упрощении конструкции устройства. Цель достигаетс  тем, что в известном устройстве дл  измерени  лучевых скоростей звезд, включающем телескоп, спектрограф с расширителем спектра с установленной на нем кассетной приставкой, состо щей из маскикопии звездного спектра в виде прозрачной пластины с металлическим покрытием, в котором выполнены параллельные щели, соответствующие лини м поглощени  в спектре исследуемой звезды, фокусирующей системы и последовательно соединенных фотоумножител , усилител  и блока накоплени  фотонных импульсов, подключенного к ЭВМ, параллельные щ€;ли маскикопии звездного спектра расположены под углом а к нормали относительтельно направлени  дисперсии спектрографа , при этом величина угла (f определ етс  выражением , . где V - диапазон измер емых скоростей; i - средн   длина волны наблюдаемого спектра; Н - высота перемещени  спектра в фокальной плоскости от расширител  спектрографа; О - дисперси  спектрографа; С - скорость света, между щел ми параллельно направлеию дисперсии спектрографа в маскеопии звездного спектра выполнены ополнительные реперные щели, расто ние между которыми определ етс  ыражением де И - ширина спектра, получаема  в результате работы расширител  спектра; N - заданное число интервалов скорости, на которые разбиваетс  весь измер емый диапазон скорости, а выход расширител  спектра спектрографа соединен с входом блока накоплени  фотонных импульсов. На фиг.1 представлена схема устройства дл  измерени  лучевых скорос тей звезд на фиг.2-маска-копи ; на фиг.З и 4 - графики, по сн ющие характер выходного сигнала устройства Устройство содержит серийный астрономический спектрограф 1 с входной щелью 2 и расширителем спект ра и устанавливаемую на кассетную часть спектрографа приставку, содержащую последовательно расположенные маску 3, фокусирующую систему 4 и фотоумножитель (ФЗУ) 5, подсоединенный к усилителю 6, выход которого соединен с блоком 7 накоплени  фотон ных импульсов с ЭВМ 8 и регистратором 9. Маска (фиг.2) выполнена путем изготовлени  прорезей в металлическом покрытии, нанесенном на прозрач ную пластину. В известном устройстве измерение лучевой скорости в заданном интервале требует смещени  маски относительно спектра на величину, определ емую по формуле Доплера, что соот ветствует при заданной дисперсии D спектрографа рассто нию на фотопластинке (маске) 2 Продольное перемещение спектра в предлагаемом устройстве замен етс  на поперечное. При этом дл  обеспечени  сдвига маски относительно спектра на величину 2-- ходимо прорезь расположить наклонно Величина перемещени  в поперечном направлении определ етс  ха эактерист ками расширител  звездного спектра, а величина наклона прорезей if в маске находитс  из отношени  кате .тов и равна 2Vz. ITcTD Рассто ние между реперными лини ми находитс  по заданному числу, на которое разбиваетс  весь измер емый диапазон скоростей. Установка маски с наклонными щел ми устран ет необходимость встраивать внутрь спектрографа (что не всегда возможно в р де спектрографов) дополнительный узел с плоскопараллельной пластиной, генератором и датчиком положени  пластины. При этом устран ютс  ошибки,,св занные с механическими и термическими деформаци ми этих узлов. Конструкци  приставки , устанавливаемой на кассетной части спектрографа, существенно упрощаетс  и выполн етс  из единого тубуса, несущего маску 3, оптикУ 4 и ФЭУ 5. Устройство работает следующим образом . Свет от звезды фокусируетс  телескопом на входную щель 2 спектрографа , разлагаетс  спектрографом 1 в ниточный спектр и проектируетс  на маску 3. Излучение, проход щее через маску, собираетс  оптической системой 4 и направл етс  на фото-катод ФЭУ 5. Возникаемый в последнем ток усиливаетс  усилителем 6 и подаетс  в блок 7 накоплени  импульсов, после чего поступает дл  обработки в ЭВМ 8 и регистратор 9. При включении расширител  спектра ниточный спектр звезды, смеща сь от одного кра  маски к другому , последовательно пересекает репервые линии, и излучение непрерывного спектра звезды показывает в этот момент увеличение тока в светоприемник ФЭУ, а в регистрирующей части возникают импульсы, сигнализирующие о положении спектра относительно маски. Прохождение абсорбционных деталей спектра по наклонным щел м маски вызывает изменение тока светоприемника, который зарегистрирует минимальный сигнал при совпадении линий поглощени  с лини ми маски. При нулевом доплеровском смещении сигнал имеет вид, изображенный на фиг.З, а при наличии доплеровского смещени  минимум сигнала сместитс  относительно прежнего положени , и лучева  скорость звезды определ етс  по отношению к реперным меткам (фиг.А). Преимуществами изобретени   вл ютс  отсутствие дополнительных механических узлов перемещени  маски, внос щих неизбежные ошибки измерений , компактность и полна  жесткость светоприемной части, отсутствие допол нительных датчиков и электронных блоков, дающих и обрабатьшающих инфорThe invention relates to a measurement technique and can be used to measure the radial (radial) velocities of stars according to the magnitude of the Doppler shift of the spectral lines by the photoelectric method using a copy of the stellar spectrum. The known radial velocity spectrometer, which contains a masked copy of the stellar spectrum, a moving mechanism with a reading device, focusing optics, a light-receiving device and amplifying recording equipment. The disadvantages of the known device are the inability to accumulate and averaging the signal to eliminate atmospheric noise, instability to temperature variations. ; the mechanical inaccuracy of the mask displacement unit, in which errors arise associated with the bending at different telescope positions, backlashes, and the manufacturing quality of the screw and sliding surfaces. A device for measuring the radial velocities of stars is known, comprising a telescope, a spectrograph with a spectrum extender with a cassette attachment mounted on it, consisting of a mask-copy of the stellar spectrum in the form of a transparent plate with a metallic coating, in which slits are parallel to each other, corresponding to absorption lines in the spectrum of the star under study, a focusing system and a series-connected photomultiplier, an amplifier and an accumulation unit of photon pulses connected to a computer. In addition to the mask focusing optics and photomultiplier mounted on the cassette part of the spectrograph, a plane-parallel plate is mounted behind the entrance slit inside the spectrograph, which is oscillated by a swing generator. Plate oscillations around the axis of the parallel slit of the spectrograph cause longitudinal oscillations of the spectrum relative to the mask in the direction of dispersion of the spectrograph. The magnitude of the spectrum shift is determined by the plate position sensor and is inputted to the electronic signal accumulation unit 2 for processing. As a result of the accumulation and averaging of several scans, the accuracy of measurements (0.8-0.5 km / s) due to a decrease in atmospheric noise increases, however, errors due to the mechanical performance of the plane-plate plate swing unit, inaccuracy of the plate position sensor remain. The plate swing assembly remains sensitive to thermal and mechanical deformations, which is a drawback of the device. The aim of the invention is to improve the accuracy of speed measurement while simplifying the design of the device. The goal is achieved by the fact that in a known device for measuring the radial velocities of stars, including a telescope, a spectrograph with a spectrum extender with a cassette attachment mounted on it, consisting of a mask of the stellar spectrum in the form of a transparent plate with a metallic coating, in which parallel slots are made. of absorption in the spectrum of the star under study, the focusing system and the series-connected photomultiplier, an amplifier and a photon-accumulation unit connected to a computer, parallel shchas; whether masks of the stellar spectrum are located at an angle a to the normal relative to the direction of dispersion of the spectrograph, the magnitude of the angle (f is determined by the expression, where V is the range of measured velocities; i is the average wavelength of the observed spectrum; H is the height of spectrum in the focal plane of the spectrograph expander; O — dispersion of the spectrograph; C is the speed of light; between the slits parallel to the direction of dispersion of the spectrograph in a mask of the stellar spectrum, additional reference slits are made; defined by the deI expression, the spectral width resulting from the operation of the spectrum extender; N is the specified number of speed intervals into which the entire measured speed range is divided, and the output of the spectrograph spectral extender is connected to the input of the photon pulse accumulation unit. Fig. 1 shows a diagram of a device for measuring the radial velocities of stars in Fig. 2, a mask copy; Figures 3 and 4 are graphs illustrating the nature of the output signal of the device. The device contains a serial astronomical spectrograph 1 with an entrance slit 2 and a spectrum expander and a prefix mounted on the cassette portion of the spectrograph containing the focusing system 4 and the photomultiplier ( FZD) 5 connected to the amplifier 6, the output of which is connected to the photon pulse accumulation unit 7 with the computer 8 and the recorder 9. The mask (Fig. 2) is made by making slots in the metal coating applied a transparent parallel plate. In the known device, the measurement of the radial velocity in a given interval requires displacement of the mask relative to the spectrum by an amount determined by the Doppler formula, which corresponds, for a given dispersion D of the spectrograph, to the distance on the photographic plate (mask) 2 The longitudinal movement of the spectrum in the proposed device is replaced with the transverse one. At the same time, to ensure that the mask is shifted relative to the spectrum by 2–2, the slit should be positioned obliquely. The lateral movement is determined by the aperture spectator of the stellar spectrum, and the slope of the if slots in the mask is from the ratio of cat and 2Vz. ITcTD The distance between the reference lines is given by a given number, into which the entire measured speed range is divided. Installing a mask with inclined slits eliminates the need to embed an additional node with a plane-parallel plate, a generator and a plate position sensor into the spectrograph (which is not always possible in a number of spectrographs). This eliminates errors associated with the mechanical and thermal deformations of these assemblies. The design of the attachment mounted on the cassette part of the spectrograph is greatly simplified and carried out from a single tube carrying the mask 3, the optics 4 and the photomultiplier 5. The device operates as follows. The light from the star is focused by a telescope on the entrance slit 2 of the spectrograph, decomposed by spectrograph 1 into the filament spectrum and projected onto mask 3. Radiation passing through the mask is collected by the optical system 4 and directed to the photo-cathode of the PMT 5. The current generated in the latter is amplified by an amplifier 6 and fed to pulse accumulation unit 7, after which it is fed to computer 8 and recorder 9. When the spectrum expander is turned on, the star’s filament spectrum, shifting from one edge of the mask to the other, successively crosses the first line , and the radiation of the continuous spectrum of the star at this moment shows an increase in the current into the photoelectric receiver of the photomultiplier, and pulses appear in the recording part, indicating the position of the spectrum relative to the mask. The passage of the absorption details of the spectrum along oblique peaks of the mask causes a change in the current of the light-receiver, which will register the minimum signal when the absorption lines coincide with the mask lines. With a zero Doppler shift, the signal looks like that shown in Fig. 3, and in the presence of a Doppler shift, the minimum of the signal will shift relative to the previous position, and the radial velocity of the star is determined relative to the reference marks (Fig. A). The advantages of the invention are the absence of additional mechanical units for displacing the mask, introducing unavoidable measurement errors, compactness and complete rigidity of the light-receiving part, the absence of additional sensors and electronic units that provide and process information.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛУЧЕВЫХ СКОРОСТЕЙ ЗВЕЗД, содержащее Телескоп, спектрограф с расширителем спектра с установленной на нем кассетной приставкой, состоящей из маски-копии звездного спектра в виде прозрачной пластины с металлическим покрытием, в котором выполнены параллельные щели, положение которых соответствует положению линии поглощения в спектре исследуемой звезды, фокусирующей системы и последовательно соединенных фотоумножителя, усилителя и блока накопления фотонных импульсов, подключенного к ЭВМ, отличающееся тем, что, с целью повышения его точности и упрощения конструкции, па раллельные щели маски-копии звездного спектра расположены под углом tp к нормали относительно направления дисперсии спектрографа^ . при этом величина угла if соответствует выражению o-arctd —-— .DEVICE FOR MEASURING RADIATION SPEEDS OF STARS, containing a Telescope, a spectrograph with a spectrum expander with a cassette attachment mounted on it, consisting of a mask copy of the star spectrum in the form of a transparent plate with a metal coating in which parallel slots are made, the position of which corresponds to the position of the absorption line in the spectrum the studied star, the focusing system and the series-connected photomultiplier, amplifier and photon pulse storage unit connected to a computer, characterized in that, with In order to increase its accuracy and simplify the design, the parallel slits of the mask copy of the star spectrum are located at an angle tp to the normal relative to the dispersion direction of the spectrograph ^. the value of the angle if corresponds to the expression o-arctd —-—. ь D C-H 7 где - диапазон измеряемых скоростей;l D CH 7 where - the range of measured speeds; А - средняя длина волны наблюдаемого спектра;A is the average wavelength of the observed spectrum; D - дисперсия спектрографа;D is the dispersion of the spectrograph; И - высота перемещения спектра в фокальной плоскости от расширителя спектрографа;And - the height of the spectrum in the focal plane from the spectrograph expander; С - скорость света, между щелями параллельно направлению дисперсии спектрографа в маске-копии звездного спектра выполнены реперные щели, расстояние между которыми соответствует формуле где И1 “ ширина спектра, получаемая при действии расширителя спектра;C is the speed of light, between the slits parallel to the dispersion direction of the spectrograph in the mask-copy of the stellar spectrum, reference slots are made, the distance between which corresponds to the formula where And 1 “is the width of the spectrum obtained by the action of the spectrum expander; N - заданное число интервалов скорости, на которые разбит весь измеряемый диапазон скорости, а выход расширителя спектра спектрографа соединен с входом блока накопления фотонных импульсов.N is the specified number of speed intervals into which the entire measured speed range is divided, and the output of the spectrograph expander is connected to the input of the photon pulse storage unit. SU .... 1120242SU .... 1120242
SU833570987A 1983-01-03 1983-01-03 Device for measuring star radial velocity SU1120242A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833570987A SU1120242A1 (en) 1983-01-03 1983-01-03 Device for measuring star radial velocity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833570987A SU1120242A1 (en) 1983-01-03 1983-01-03 Device for measuring star radial velocity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1120242A1 true SU1120242A1 (en) 1984-10-23

Family

ID=21056136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833570987A SU1120242A1 (en) 1983-01-03 1983-01-03 Device for measuring star radial velocity

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1120242A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1784624B1 (en) * 2004-08-26 2009-12-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Calibration for spectroscopic analysis

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Griffin R.F. Q Photoelectric RadiaE Velocity Spectrometer.- The Astrophysica Jornal, 1967, 148, May, 465-476. 2. Ponset T.L. Measures de wit- tesses radial steEEairespar correlation opticjue.- Publications de L observatoire de Geneve, 1978, Serie B, Fascicule 6, p. 2-146 (прототип) . *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1784624B1 (en) * 2004-08-26 2009-12-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Calibration for spectroscopic analysis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4708474A (en) Reflection corrected radiosity optical pyrometer
US3950096A (en) Device for the automatic measurement of tunnel sections
US4037473A (en) Radiation pyrometers with purging fluid
US4822171A (en) Method and apparatus for measuring the wall thickness of transparent objects
US4381894A (en) Deposition monitor and control system
US3936190A (en) Fluorescence spectrophotometer for absorption spectrum analysis
SU1120242A1 (en) Device for measuring star radial velocity
US5113080A (en) Non-linear displacement sensor based on optical triangulation principle
JP3425448B2 (en) Method for determining linearity of photodetector and precision photometric device
US4815841A (en) High resolution color band pyrometer ratioing
US3137170A (en) Infrared telethermometer
US2879393A (en) Wide-range spectrophotometer
US3843259A (en) Differential spectrophotometer
SE451409B (en) DEVICE FOR DETERMINING THE TEMPERATURE OF A METOBJECT BY DETECTING THE ELECTROMAGNETIC RADIATION EMITTED BY THE METOBJECT
US3825350A (en) Radiation sensing system
GB2043387A (en) Optical velocity measurement
US4397559A (en) Apparatus for processing electromagnetic radiation and method
SU787910A1 (en) Radiation pyrometer
JP3106443B2 (en) Temperature distribution measuring method and device therefor
JP2642767B2 (en) A method for measuring the spectral responsivity of infrared detectors using white interference light
SU934427A1 (en) Device for measuring structural chracteristic of refractive index of atmosphere
SU1651111A1 (en) Interference spectrometer
SU175680A1 (en) MONOCHROMATOR
JPS58219438A (en) Spectrochemical analysis device using laser light
SU300849A1 (en) DEVICE FOR AUTOMATIC MEASUREMENT