SU575918A1 - Устройство дл удержани спектральной линии на щели фотометра - Google Patents

Description

фильтр-демодул тар 5, .выполненный на на .копительных конденсаторах 6 ,и 7, .резисторе 8 « коммутаторах алалогового с,ипнал.а 9-11; генерато.р сиг1Налов управлени  модул цией .и демодул цией 12, в-ключающий в себ  генератор 13, делитель частоты 14, два ждущих .мультивибратора 15, 16, элемент залрета 17, .И1нве)рто|р 18 и две схемы И-НЕ 19, 20, преобразователь «напр жение - число импульсов 21, включающий в себ  Линейный выпр митель 22, преобразователь « Напр жение - Брем  23, генератор импульсов 24, схему И 25, схему определени  знака рассогласовани  26, состо щую .из компараторов 27, 28, схемы ИЛИ 29, схемы И 30, схему управлени  31 шаговым двигателем, шаговый двигатель 32 и редуктор 33.

Фильтр-демодул тор 5 представл ет собой синх.рон1ный фильтр, резистор 8 - интегрирующее соиротивление. Ч-арез коммутаторы 9 :и 10 осуш;ествл етс  поочередное подключение накопителыных конденсаторов .

Световой поток от спектральной линии проходит -через  ластинку 1 и падает на .дефлектор 2, который поперем енно пропускает свет от жрыльев спектральной линии на щель фотометра 3. Фотометр содержит фотоэлектронный умножитель с высокоомной нагрузкой, к которой подсоединено со гласуюшее устройство с низкоомным выходом . Выход фотометра соединен с ф,ильтром-дамодул тором 5.

Выходы фильтра-демодул тора соединены со входами усилител  4, а выход последнего подключен к входу линейного выпр мител  22 и входам двух регенеративных компараторов 27, 28, иадеюплих гистерезис напр жений срабатывани  и отпускани . Один компаратор срабатывает в том случае , если сигнал с дифференциального усилител  превышает некоторый положительный поротовый уровень на р ж ени  +U,,o-, а другой - если тот же оигиал превышает некоторый отридателыный пороговый уровень напр жени  -Una:.. Напр жени  от1туска .н.и  ко,мпа.рато:ров нулю.

Усилитель 4 имеет пр 1мой и инверсный зходы, и в зависимости от знака разности напр жений с выходов фильтра-демодул тора 5 на выходе усилител  будет либо положительное , либо отрицательное напр жение , а при «улевой разности выходное налапр жение равно нулю.

Частота попеременного пропускани  света от крыльев спектральной линии и часгота подключени  конденсатаров 6 и 7 во 1фем  интегрировани  (и) ратаны и заданы генератором 12, т. е. на ко денсаторе 6 за Брем  И1нт-егрировани  накапливаетс  напр жение , пропорциональное световому шотоку от одного крыла спектральной линии, а ва конденсаторе 7 - напр жение, пропо ,рпиональное световому потоку от другого

крыла спектральной линии. Выпр МИтель 22 преобразует напр жение с выхода усилител  4 в напр жение одного знака и ло .дает на вход преобразовател  «напр жение - врем  () 23, ра5отаю;1цего по пркнципу оравнени  входного напр жени  с пилообразным (Um.-a). Запуск преобразовател  23 осушествл етс  сигналом со схемы И 30 при срабатывании одного из

компараторов 27, 28 через схему ИЛИ 29 .по окончании времени измерени , т. е. щремени интегрировани . Это обусловлено сигналом с выхода генаратора 12.

В момент окончани  измерени  с вьгхода преобразовател  23 поступает разрешаюш ,ий сигнал на схему И 25, на другой вход которой поступают импульсы от генератора 24. С выходов схемы И 25 и схемы определени  знака рассогласовани  26 сигналы поступают на схему управлени  31 шаговым .двигателем 32.

Управл ющий вход разр дного к0м.мутатора аналогового сигнала 11, вход щего в фильтр-демодул тор 5, подключен к генератору 12, разр д коиденсаторов 6 и 7 происходит каждый раз перед началом измерени .

Работает устройство следующем образом .

Если спектральна  лини  находитс  точно на щели фотометра, т. е. от каждого крыла линии при поочередном пропускании падают одинаковые световые потоки, то на выходе фотометра 3 переменного сигнала

нет. Генератор 12 периодически вььрабатывает и.М1пульсы разр да ф.ильтра-демодул тора 5, а также сигналы управлени  фильтром-демодул тором на врем  интегрировани  и И1мпульсы разрешени  запуска преобразовател  21. Незав.иаимо от сигнала .рассогласовани  коммутатор 11 разр жает взаимно конденсаторы 6 и 7. Потом в течение времени интегрировани  (времени измерени ) коммутаторы 9 и 10 поочередно

подключают конденсаторы 6 и 7 к резистору 8. Затем по окончании .интегрировани  схема определени  з-нака рассогласоваки  26 и преобразователь 21 измер ют .накопившуюс  разность напр жений на конденсаторах 6 и 7 и преобразуют ее в число импульсов . При этом напр жени  срабатывани  компараторов 27 л 28 ( и - t/nop) задают зону нечувствительности устройства.

При отсутствии смещени  спектральной линии или при смещении, когда за врем  интегрировани  разность напр жений аа конденсатО)рах 6 и 7, усиленна  усилителем 4, не превышает f/nop, ни один из компараторов 27, 28 не сработает, и по окончании /и при разрешающем сигнале инвертора 18 на входе схемы И 30 преобразователь 21 не запускаетс , т. е. нет отработки.

Бели же усиленна  разность напр жеНИИ на конденсаторах 6 и 7 (и днффереигциалького усилител ), 1дро:по,рцнональна  смещению спектральной лини , превышает t/nop, то сработает один из компараторов 27, 28 в зависимости от того, каков з ак .разности (Напр жений. Пр.и этом по окоачаНИИ /и произойдет запуск преобразовател  23, и напр жение Зсилител  U„ будет сравниватьс  с пилообразным напр жением

tr.n н

в течение времени нарастани  напр же и  f/r.n.H с преобразовател  23 будет подан разрешающий сигнал иа вход схемы И 25, с выхода которой сигналы по-ступ т на схему управлени  31 шаговым двигате .лем 32. С момента времени когда t/r п.н U разрешающий сигнал на схему И 25 не подаетс , т. е. отработка рассогласовани  электроприводом прекратитс . Направление вращени  плоскопараллельной -пластинки 0ри этоМ определ етс  тем, какой из компараторов сработал.

Следует отметить, что во врем  преобразовани  (напр жени  в число .импульсов напр жение U.,, а следовательно, и напр жение конденсаторов 6 и 7 долж,иы оставатьс  неизменными. Это достигаетс  за счет того, что при отсутствии управл ющих напр жений коммутаторы 9 ,и 10 .имеют большое сопротивление (пор дка 10 Ом), и напр жение конденсаторов 6, 7 практически остаетс  пеизаденным, т. е. фильтр-демодул тор сохран ет накопленную разность напр жений конденсаторов б, 7.

Фильтр-демодул тор в динамике обла .дает свойствами синХ|ронного ф.ильтра и во врем  преобразовани  изме(р емой величины  вл етс  элементом пам ти.

Посто нна  времени Тф фильтра-демоду .л тора определ ет величину напр жений конденсаторов 6, 7 за период „, а продолжительность времени интегрировани  /„ определ ет отнашение оипнал/шум.

При отстройке устройства, измен   коэффициент усилени  дифферен-циального усилител  4 и пороговое напр жение компарато .ров 27, 28, можно привести в соответствие величину отра батывающего воздейст-ви  и величину рассогл-асовами  на входе, т. е. если сместить спектральную линию скаЧК01М на величину, не выход щую за диапазон регулировани , за одно измерение устройство измерит это раосогласо.вание и В течение времени преобразовани  отработает его.

В отличие от прототипа, где скорость отработки зависит от посто нной в:ремени

элемента запаздывани , в предложенном устройстве скорость отработки можно выбирать максимальной, так как нет необходимости ждать реакции сигнала рассогласовани  на входе дифференциального усилител  на отработку в предыдущем цикле, поскольку перед каждым измерением фильтр-демодул тор разр жаетс .

При одипаковом быстродействии в предложеннол устройстве можно выбрать врем  интегр.ировани  больще, чем посто нна  времени интегрирующих звеньев в прототипе , т. е. с лучшим отношением сигнал/ш ад измерить сигнал смещени  спектральной линии и тем самым повысить точность слежени .

Claims (2)

1. Оптическое устройство дл  измерени  положени . Акцептованна  за вка Великобритании jYo 1370809, кл. G 05 d 3/06, 1974.

2. Ком.пенсатх)р лучевых скоростей. Изв. КрАО, т. 31, 1964, с. 209 (прототип).

bUJ LJ IlJ4-H

grv u Ц.,

ПГЬ..п.--IS in

- I r-) I

IT M -} tzi