SU754217A1 - Устройство для измерения лучевых скоростей по фраунгоферовым линиям1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения локальных лучевых скоростей на Солнце по допплеровскому смещению· фраунгоферовых линий.

• Известны устройства для измерения скоростей по фраунгоферовым линиям

Наиболее близким техническим решением является устройство, содержащее дифракционный спектрограф, основной фотометр, плоскопараллельную пластину, установленную перед этим фотометром и снабженную электромеханическим приводом с датчиком угла поворота. В этом устройстве смещение спектральной линии в плоскости фотометра компенсируется поворотом плоскопараллельной пластины, расположенной перед фотометром, при этом.угол поворота пластины является мерой допплеровского смещения [2] .

К недостаткам можно отнести низкую точность устройства в случае случайных смещений спектральной линии, вызванных, например турбуленцией воздуха в спектрографе, температурной нестабильностью отдельных опт

2

тико-механическйх узлов, сейсмическими воздействиями.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что устройство снабжено фотометром опорной линии, дифференциальным усилителем, второй плоскопараллельной пластиной с электромеханическим приводом, выполненной ахроматической и установленной на выходе спектрографа, причем цепь управления привода второй пластины соединена с выходом фотометра опорной линии, а цепь управления приводом первой пластины соединена с выходом дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом фотометра опорной линии, а неинвертирующий - с выходом основного фотометра. В качестве опорной спектральной линии можно использовать ближайшую ’'теллурическую'' линию, наблюдаемую в исследуемой области спектра. Эта линия не подвержена допплеровским смещениям солнечного происхождения, но зато испытывает точно такие же сдвиги инструментального характера как и исследуемая линия.

3

754217

4

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит дифракционный спектрограф, состоящий из входной щели 1, коллиматора 2, дифракционной решетки 3 и камеры 4. В фокальной плоскости камеры 4 расположен основной фотометр 5, перед которым установлена первая плоскопараллельная пластина б, снабженная электроприводом 7 с датчиком угла поворота. В фокальной плоскости камеры 4 установлен дополнительный фотометр 8 опорной линии, выход которого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя 9 и управляющим хводом электропривода 10, второй плоскопараллельной пластины 11, установленной за входной щелью 1 спектрографа. Выход основного фотометра 5 соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 9, выход которого соединен с управляющим входом электропривода .7 первой пластины 6 .

Устройство работает следующим образом.

Свет от исследуемого объекта проходит через входную щель 1 спектрографа и падает на коллиматор 2, освещающий дифракционную решетку 3 параллельным световым пучком. Дифрагированный свет от решетки падает на камеру 4, которая строит в своей фокальной плоскости изображения спектральных линий, В месте расположения выбранных исследуемой и опорной спектральных линий установлены основной и дополнительный фотометры. Первая 6 и вторая 11 плоскопараллельные пластины в исходном состоянии установлены ортогонально падающему световому пучку и при отсутствии смещения спектральных линий относительно обоих фотометров сигналы на их выходах равны, нулю. При этом показания датчика угла поворота электропривода 7 первой пластины б также равны нулю. При возникновении сдвига спект^ральных линий обусловленного, например турбулентностью воздуха в спектрографе или сейсмическим воздействием на элементы спектрографа 1-4 на выходах фотометров 5 и 8 появляются сигналы равной амплитуды и полярности, что приводит к появлению синфазных напряжений на выходах дифференциального усилителя 9. Эти сигналы подавляются’ усилителем. При этом первая пластина остается в своем исходном состоянии. Выходной сигнал фотометра 8 поступает на управляющий вход электропривода 10, который поворачивает вторую пластину 11 на такой угол, при котором сигнал с выхода этого фотометра снова станет равным нулю. Так как поворот второй пластины одинаково влияет на сдвиг опорной ι и исследуемой линий, то станет равным нулю и сигнал на выходе основного фотометра. Линейное смещение линии, обеспечиваемое поворотом пластины, зависит от угла поворота пластины, ее толщины и коэффициента преломления материала пластины. Коэффициент преломления материала пластин, например стекла, зависит от длины вслны проходящего света, поэтому важно, чтобы пластина при заданном угле поворота обеспечивала одинаковое линейное смещение спектральных линий независимо от их длин волн, С этой целью вторую пластину выполняют ахроматической.

При наличии сдвига исследуемой спектральной линии, обусловленного лучевой скоростью, появляется сигнал на выходе только основного фотометра 5, поступающий на управляющий вход электропривода 7, который поворачивает пластину 6 в такое положение, при котором сигнал с выхода фотометра будет равен нулю. Показания датчика угла поворота при этом пропорциональны измеряемой лучевой скорости.

В этом случае сигнал с дополнительного фотометра отсутствует и вторая пластина остается неподвижной.

Данное устройство позволяет исключить влияние, например турбуленции воздуха в спектрографе, · температурных и сейсмических воздействий на его элементы в процессе измерения лучевых скоростей и повысить точность

измерения.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для измерения лучевых скоростей по фраунгоферовым линиям, содержащее дифракционный спектрограф, основной фотометр, плоскопараллельную пластину, установленную перед указанным фотометром и снабженную электромеханическим приводом с датчиком угла поворота, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены фотометр опорной линии, дифференциальный усилитель и вторая плоскопараллельная пластина с электромеханическим приводом, выполненная ахроматической и установленная на выходе спектрографа, причем цепь управления ее приводом соединена с выходом фотометра опорной линии, а цепь управления приводом первой плоскопараллельной пластины соединена с выходом дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом фотометра опорной линии, а неинвертирующий вход - с выходом основного фотометра.