SU739384A1 - Устройство дл измерени атмосферной рефракции - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АТМОСФЕРНОЙ

Изобретение относитс  к атмосферной оптике, в частности к фотоэлектрическим измерительным устройствам, и может быть использовано при изучении распространени  света в атмосфере, в геофизике, при определении координат излучающих объектов.

Известны фотоэлектрические устройства, предназначенные дл  исследовани  (учета) вли ни  атмосферной рефракции на параметры светового потока и содержащие источник излучени , приемное устройство с оптикой , формирующей изображение источника, и анализатор изображени  1.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство с полудисковым модул тором светового потока и двухкоординатными оптическими клиновыми компенсаторами, в качестве исполнительных элементов 2. Дл  управлени  клиновыми компенсаторами, обеспечивающими компенсацию регул рной рефракции при измерении случайной рефракции, в этом устройстве применен узел компенсации углового отклонени , выполненный по схеме непрерывного отслеживани  отклонений светового пучка. Дл  обеспечени  заданного угла поворота вала асинхронного двигател , исРЕФРАКЦИИ

пользуемого в .качестве привода клинового компенсатора, узел компенсации углового отклонени  содержит модул тор на 400 Гц (преобразователь напр жени ), магнитный усилитель мощности и редуктор. Дл  стабиJ лизации схемы применена отрицательна  тахометрическа  обратна  св зь, основанна  на введении в схему двух дополнительных составл ющих: тахогенератора посто нного тока и сумматора.

Применение схемы непрерывного отслеживани  отклонени  светового пуска исключает возможность измерени  регул рной рефракции , значительно усложн ет конструкцию , снижает надежность устройства, так как требует частой калибровки уровн  отрицательной тахометрической обратной св зи

15 ввиду возможности возбуждени  магнитного усилител  мощности.

Целью изобретени   вл етс  расщирение функциональных возможностей устройства, а также повыщение его надежности.

20 Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном устройстве дл  измерени  атмосферной рефракции, содержащем последовательно расположенные источник светового излучени , клиновый компенсатор, приемный объектив, aнaлизatop положени  светового пучка, фотоприемник, усилитель, узел компенсации углового отклонени  светового пучка и регистрирующий прибор, узел компенсации углового отклонени  светового пучка выполнен в виде схемы дискретного дейтви , включающей схему сравнени , шаговый двигатель со схемой управлени  и схему счета числа дискретов, причем выход схемы равнени  соединен со входом схемы управлени  щаговым двигателем, выходами подлюченной к шаговому двигателю и к схеме счета числа дискретов, при этом вал шагоого двигател  посредством зубчатой переачи соединен с клиновым компенсатором, а выход схемы счета числа дискретов подключен к входу регистрирующего прибора. Углы рефракции измер ютс  по смещению светового п тна в фокальной плоскости приемного объектива. Помещенный в фокальной плоскости анализатор положени  светового пучка преобразует линейные смещени  последнего по координатам X и У в соответствующие электрические сигналы. Например, при использовании в качестве анализатора Положени  светового пучка полудисковрго модул тора, пучку, направление которого совпадает с осью вращени  ротора модул тора , соответствует посто нный электрический сигнал, а смещение пучка по одной из координат приводит к по влению переменного , сигнала с частотой вращени  ротора модул тора . Смещение по другой координате приводит к сдвигу фазы соответствующего электрического сигнала на

Изобретение по сн етс  чертежом.

Устройство дл  измерени  атмосферной рефракции, содержащий источник светового излучени  (например лазер) 1, модул тор 2 светового пучка с приводом, клиновый компенсатор 3, приемный объектив 4, анализатор 5 положени  светового пучка (например, полудисковый двигатель-генератор с полым ротором, в котором установлен нож-полудиск ), фотоприемник 6, усилитель 7, узел компенсации углового отклонени  (на чертеже обведен пунктирной линией), содержащий схему сравнени  8, схему 9 питани  шагового двигател , щаговый двигатель 10 и схему 11 счета числа дискретов, а также регистрирующий прибор 12.

Устройство работает следующим образом .

Случайна  рефракци  светового пучка при его распространении в атмосфере приводит к малым поперечным перемещени м светового п тна в фокальной плоскости приемного объектива 4. После преобразовани  в анализаторе 5 положени  светового пучка и в фотоприемнике 6 соответствующий этим перемещени м электрический сигнал усиливаетс  И синхронно детектируетс  усилителем 7 (опорный сигнал поступает с анализатора 5). Продетектированный сигнал поступает на регистрирующий прибор 12, в качестве которого может служить любой вольтметр или самописец.

Рабоча  зона анализатора положени , обеспечивающа  линейность преобразовани  пространственного отклонени  в электричесJ кий сигнал, обычно достаточно узка  и не позвол ет измер ть регул рную рефракцию. Применение клинового компенсатора снимает эту трудность. Соответствующий поворот оптически х клиньев смещает световой пучок и позвол ет удерживать световое п тно в рабочей зоне анализатора положени . В предлагаемом устройстве узел компенсации углового отклонени  управл ет поворотом опти1еских клиньев. Опорный сигнал, который поступает на второй вход схемы сравнени  8, характеризует рабочую зону, соответствуюй1 ,ую максимальной амплитуде случайной рефракции. Если пучок смещаетс  к границе рабочей зоны, т.е. про вл етс  регул рна  рефракци , сигнал с усилител  7 достигнет значени  опорного сигнала и срабатывает схема сравнени  8. Формируетс  команда включени  схемы 9 управлени  шаговым двигателем. Последн   вырабатывает определенное число тактовых импульсов, обеспечива  за счет вращени  вала шагового двигател  и перемещени  клинового компенсатора сигнал на входе схемы cpaeiHeни  по величине значительно меньше опорного сигнала, при этом изображениеисточника разместитс  вблизи центра рабочей зоны.

O Количество тактов, выработанных схемой управлени  шаговым двигателем 9, и посчитанное схемой .11 счета чиСла дискретов , характеризует в цифровом виде величину регул рной рефракции.

Цифрова  информаци  поступает на регистрирующий прибор 12.

Таким образом, информаци  о регул рной рефракции выдаетс  в виде числа диск . -ретов шагового двигател .в цифровом коде. 0 Угол регул рной рефракции рассчитываетс  ; по формуле:

VP 2Ka(n-l)sinN,

где ур -угол рефракции; К - число шагов;

а-угол оптического клина; п - показатель преломлени  клина; N - коэффициент передачи шаговый двигатель-клиновый компенсатор; 0Ф-углова  величин шага.

Claims (2)

1. Узел компенсации углового откло нени  в предлагаемом устройстве не только служит дл  удержани  изображени  источника в рабочей зоне, но и дл  измерени  регул рной составл ющей рефракции, причем измерение случайной рефракции происходит в момент остановки щагового двигател  и клинового компенсатора, что определ ет высокую точность измерени  случайной рефракции . Практически точность определ етс  разрешением анализатора 5 положени .светового пучка. Значение регул рной рефракции отсчитываетс  от некоторого нулевого состо ни , за которое прин то положение, когда световой пучок проходит через компенсатор без углового смещени . Надежность устройства увеличиваетс  за счет работы элементов схемы управлени  9, схемы 11 счета числа дискретов и схемы сравнени  8. (выполненных на полупроводниковых элементах) в релейных режимах. Надежность увеличиваетс  также за счет применени  зубчатой передачи, котора  состоит только из двух шестерен, одна из которых установлена на валу шагового двигател , а друга  - на клиновом компенсаторе (на чертеже не показаны). Формула изобретени  Устройство дл  измерени  атмосферной рефракции, содержащее последовательно расположенные источник светового излучени , клиновый компенсатор, приемный объектив , анализатор положени  светового пучка , фотоприемник, усилитель, узел компенсации углового отклонени  светового пучка и регистрирующий прибор, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства, а также повышени  его надежности, узел компенсации углового отклонени  светового пучка выполнен в виде схемы дискретного действи , включающей схему сравнени , шаговый двигатель со схемой управлени  и схему счета числа дискретов, причем выход схемы сравнени  соединен со входом схемы управлени  шаговым двигателем, выходами подключенной к шаговому двигателю и к схеме счета числа дискретов, при этом вал шагового , двигател  посредством зубчатой передачи соединен с клиновым компенсатором, а выход схемы счета числа дискретов подключен к входу регистрирующего прибора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 197259, кл. G 01 N 21/46, 1966.
2. 2.Сабинин Л. И. Фотоэлектрические след щие системы. М., «Энерги , 1969, с. 128 (прототип).