SU1213396A1

SU1213396A1 - Astronomical refractometer

Info

Publication number: SU1213396A1
Application number: SU843770886A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Виноградов; Александр Сергеевич Медовиков
Original assignee: Горьковский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Им.В.П.Чкалова
Priority date: 1984-07-12
Filing date: 1984-07-12
Publication date: 1986-02-23

Abstract

Изобретение относитс к области измерительной техники и может быть использовано в астрономии и геодезии дл исключени вли ни рефракции на угловые измерени . Астрономический рефрактометр содержит измерительный интерферометр с колеблющимс зеркалом, механически св занным с пьезокерамическим модул тором , соединенным со звуковым генератором и генератором посто нного напр жени , и опорный интерферометр с предметным и полупрозрачным зеркалами и последовательно соединенными фотоприемником, синхронным детектором и регистратором. На выходе измерительного интерферометра установлены последовательно соединенные фотоприемник, синхронный детектор, второй вход которого соединен со звуковым генератором, и регистрирующее устройство. Колеблющеес зеркало вьшолнено в виде отражающей поверхности диагональной грани треугольной призмы, установленной на пьезокерамическом модул торе . Одна из боковых граней призмы имеет отражающую поверхность, вл ющуюс предметным зеркалом опорного интерферометра, а второй вход синхронного детектора опорного интерферометра подключен к выходу звукового генератора, причем фотоприемник и полупрозрачное зеркало опорного интерферометра установлены на одной оси с пьезокерамическим модул тором. 1 ил. I (Л to со 00 оThe invention relates to the field of measurement technology and can be used in astronomy and geodesy to eliminate the effect of refraction on angular measurements. An astronomical refractometer contains a measuring interferometer with an oscillating mirror, mechanically coupled with a piezoceramic modulator, connected to a sound generator and a constant voltage generator, and a reference interferometer with object and translucent mirrors and sequentially connected by a photodetector, a synchronous detector and a recorder. At the output of the measuring interferometer, a photodetector is installed in series, a synchronous detector, the second input of which is connected to a sound generator, and a recording device. The oscillating mirror is made in the form of a reflecting surface of the diagonal face of a triangular prism mounted on a piezoceramic modulator. One of the lateral faces of the prism has a reflecting surface, which is the object mirror of the reference interferometer, and the second input of the synchronous detector of the reference interferometer is connected to the output of the sound generator, with the photodetector and the semi-transparent mirror of the reference interferometer installed on the same axis with the piezoceramic modulator. 1 il. I (L to with 00 about

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в астрономии и геодезии дл исключени вли ни рефракции на угловые измерени .The invention relates to a measurement technique and can be used in astronomy and geodesy to eliminate the effect of refraction on angular measurements.

Цельюизобретени вл етс повышение точности измерений за счет определени и учета вли ни рефракции .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by determining and accounting for the effect of refraction.

На чертеже изображена блок-схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Астрономический рефрактометр содержит верхнее зеркало 1 измерительного интерферометра, полупрозрачное зеркало 2, треугольную зеркальн то призму 3, отражательное зеркало 4, причем зеркала 1,2 и 4 установлены по ходу верхнего пучка, а зеркало 2 и треугольна призма 3 - по ходу нижнего пучка, при этом плоскость зеркала 2 и диагональна грань гфиз- мы 3 параллельны, пьезокерамический модул тор 5, отражательное sepKei- ло 6, расположенное под углом 45 к диагональной грани призмы 3, второе полупрозрачное зеркало 7, установленное параллельно к диагональной грани призмы 3, источник 8 озета, фотоприемники 9 и 14, синхронные детекторы 10 и 15, измерительные. приборы 11 и i 3, звуковой генератор 12 и генератор 16 посто нного напр жени . При этом фотоприемник 9, зеркало 7 и пьезокерамический модул тор 5 установлены соосно.The astronomical refractometer contains an upper mirror 1 of the measuring interferometer, a translucent mirror 2, a triangular mirror that prism 3, a reflective mirror 4, with mirrors 1,2 and 4 installed along the upper beam, and mirror 2 and a triangular prism 3 along the lower beam, with In this case, the plane of the mirror 2 and the diagonal face of the physics 3 are parallel, the piezoceramic modulator 5, the reflective sepKeilo 6, located at an angle of 45 to the diagonal face of the prism 3, the second translucent mirror 7, mounted parallel to the diagonal faces of the prism 3, source 8 ozeta, photodetectors 9 and 14, synchronous detectors 10 and 15, measuring. devices 11 and i 3, a sound generator 12 and a constant voltage generator 16. In this case, the photodetector 9, the mirror 7 and the piezoceramic modulator 5 are mounted coaxially.

Выход фотоприемника 9 подключен к первому входу синхронного детектора 10, выход которого соединен с измерительным прибором i, Выход фотоприемника 14 соединен с первым входом синхронного детектора 15,, вы:ход которого соединен с измерительным г прибором 13. Звуковой генератор 12 подключен к пьезокерамическому модул тору 5 и к вторым входам синхронных детекторов 10 и 15 Генератор посто нного напр жени подключен к эвукововому генератору 12.The output of the photodetector 9 is connected to the first input of the synchronous detector 10, the output of which is connected to the measuring device i, the output of the photoreceiver 14 is connected to the first input of the synchronous detector 15, you: the course of which is connected to the measuring g device 13. The sound generator 12 is connected to the piezoceramic modulator 5 and to the second inputs of the synchronous detectors 10 and 15. The constant voltage generator is connected to the evukov generator 12.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Верхний световой поток от источника света падает на зеркало 1 , которое направл ет его на зеркало 4, а затем через полупрозрачное зеркало 2 световой поток падает на фотоприемник 14. Нижний световой поток падает на диагональную отражгающую грань 3 и направл етс : после .отражени .от зеркала 2 на фотоприем13396 .1The upper luminous flux from the light source falls on the mirror 1, which directs it to the mirror 4, and then through the translucent mirror 2, the luminous flux falls on the photodetector 14. The lower luminous flux falls on the diagonal reflecting face 3 and is directed: after reflection. mirrors 2 at the photoreception13396 .1

ник 14; где интерферирует с верхним .пучком. Сигнал с фотоприемника 14 поступает на синхронный детектор 15, детектируюпдий амплитуду фототока на 5 частоте звукового генератора 12. Амплитуду фототока измер ют прибо- , ром 13,причем переменна составл юща фототока пропорциональна раз-, ности хода интерферирующих пучков, JQ в которую входит набег ггути вследствие рефракции. Действительно, дл разности хода Sg при неподвижной призме 3 справедливо выраж:ение:nick 14; where it interferes with the upper one. The signal from the photodetector 14 enters a synchronous detector 15, detecting the amplitude of the photocurrent at frequency 5 of the sound generator 12. The amplitude of the photocurrent is measured by the device, 13, and the variable component of the photocurrent is proportional to the difference in the course of the interfering beams, JQ which includes due to refraction. Indeed, for the difference in stroke Sg with a fixed prism 3, the expression:

1515

о .| Бabout | B

c3x-jn,dx J ng-n -b 6;nS jx- o,dc3x-jn, dx J ng-n -b 6; nS jx- o, d

(1)(one)

где rig и Hj - текущие вдоль пучковwhere rig and Hj are flowing along the beams

показатели преломлени воздуха;refractive index of air;

8 - зенитное рассто ние; (J - угол рефракции. При включенном звуковом генераторе 12 призма 3 приходит в колебательное движение. . При этом база интерферометра периодически измен етс во времени8 - zenith distance; (J is the angle of refraction. When the sound generator 12 is turned on, the prism 3 starts to oscillate. At the same time, the base of the interferometer changes periodically in time.

Ь b + Ь cos fj t,B b + b cos fj t,

(2)(2)

где b - амплитуда колебаний призмыwhere b is the amplitude of oscillations of the prism

3;3;

f2 - частота колебаний, Соответственно измен етс и разность хода Sf2 is the oscillation frequency. The path difference S changes accordingly.

(bo- bco5nt )d S.l,d cosset .(bo-bco5nt) d S.l, d cosset.

(3)(3)

.Д-МПЛитуда переменной составл ющей фототока гфопорциональна интенсивности света i ц,,, имеет вид:The D-MPL bit of the variable component of the photocurrent is proportional to the light intensity i ц ,,, has the form:

211211

0,3, bd 0.3, bd

Я1 01Z1 01

.,.

де и,,,, (к) - ф укк1ди Бессел . рода de i ,,,, (k) - f ukk1di Bessel. kind of

пор дка т.ok tk

Генератор посто нного напр жени 16 с лукит дл определени IQJ по максимуму фототока..Constant voltage generator 16 sec onion for determining IQJ from the maximum photocurrent ..

Изкерив фототек i измерительным прибором 13, находим разность хода t(J 0. Дл определени d необходимо найти еще и величину b,Having identified the photocurrent i with the measuring device 13, we find the path difference t (J 0. To determine d, it is also necessary to find the quantity b,

С этой целью излучение от источника 8 света делитс полупрозрачным , зеркалом 7 на два луча. Первый гфоходнт до зеркал-а 6, отражаетс от него и направл етс на фотоприемник 9, Вто)эой луч от зеркала 7For this purpose, the radiation from the light source 8 is divided by a semi-transparent mirror 7 into two beams. The first signal to the mirror-a 6, is reflected from it and directed to the photodetector 9, which is the beam from the mirror 7

идет на отражающую грань призмы 3, совмещенную с пьезомодул тором, отражаетс от нее и падает на фотоприемник 9,где интерферирует с первым . При перемещении призмы 3, т.е при включенном звуковом генераторе 12, на фотоприемнике 9 возникает фототок, пропорциональный величине смещени призмы. Этот фототок детектируетс синхронным детектором 10 и измер етс прибором 11. Аналогично (4) имеемgoes to the reflecting face of the prism 3, combined with the piezomodulator, is reflected from it and falls on the photodetector 9, where it interferes with the first. When the prism 3 is moved, i.e., when the sound generator 12 is turned on, a photocurrent occurs on the photodetector 9 proportional to the amount of prism displacement. This photocurrent is detected by the synchronous detector 10 and measured by the device 11. Similarly to (4), we have

м I-L (51 ,,3,и). ) m IL (51 ,, 3, and). )

Измерение амплитуды фототока дает возможность определить разность ход; аMeasurement of the photocurrent amplitude makes it possible to determine the difference of the stroke; but

8,Ьп. (6)8, bp. (6)

По измерени м метеопараметров вблизи призмы 3 вычисл ем показатель прломлени h. Таким образом имеем:By measuring the meteorological parameters near the prism 3, we calculate the coefficient of fault h. Thus we have:

d S, / 82 Пd S, / 82 P

(7)(7)

Формула 7) рещает задачу определени угла астрономической рефракции. Точность рефрактометра зависит от точности определени разностей хода S, и fij Как известно, точность измерени разности хода составл ет 5-10 м. Из (6) получимFormula 7) solves the problem of determining the angle of astronomical refraction. The accuracy of the refractometer depends on the accuracy of determining the differences in stroke S, and fij As is well known, the accuracy of measuring the difference in stroke is 5-10 m. From (6) we get

Ad bS Г-, iSAd bS G-, iS

При Ь 10 м имеемWhen b 10 m we have

(8)(eight)

А - dA - d

42-5.10. 7-10 42-5.10. 7-10

-6-6

что превьшает точность всех известных устройств, у которых- 10 -10 .which exceeds the accuracy of all known devices that have 10-10.

dd

Claims

Invention Formula

An astronomical refractometer containing a measuring interferometer with an oscillating mirror mechanically coupled with a piezoceramic modulator connected to a sound generator and a constant voltage generator, with serially connected at the output of the measuring interferometer

a photodetector, a synchronous detector, the second input of which is connected to a sound generator, and a recording device, characterized in that, in order to

measurement accuracy, it is supplied

reference interferometer with subject and translucent mirrors and sequentially connected photodetector, synchronous detector

and the recorder, with the oscillating mirror made in the form of a reflection of the surface of the diagonal face of a triangular prism mounted on a piezoceramic modulator, one of the lateral faces of the prism

has a reflecting surface, which is the object mirror of the reference interferometer, the second input of the synchronous detector of the reference interferometer is connected to the sound-oscillator generator output, and the photodetector AND the semi-transparent mirror of the reference interferometer are mounted on the same axis with the piezoceramic modulator.

0

/ 3

Compiled by S. Golubev. Editor R. Tsitsik Tehred T. Tulik Proofreader S. Cherni

Order 777/54 Circulation 778 Subscription

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries II3035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Branch PPP Patent, Uzhgorod, st. Project, 4