Электронно-оптическое устройство для определения положения светящего объекта

 

Союз Советских

Социалистических

Республик!

7!432

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 27.Ч1!.1963 (№ 849359/26-10) Кл. 21а1, 32з

21g, 4о-, 42с, 39 о с присоединением заявки №

Приоритет

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

NANAK Н 04п

Н 04с

G 01с

Опубликовано 26.Ч.1965. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 15.Ч11.1965

УДК

ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОЛОЖЕНИЯ СВЕТЯЩЕГО ОБЪЕКТА

Р(Х, У) 1

Подписная грутга № 8б

Известные электронно-оптические устройства для определения положения светящего объекта обладают высокой точностью, но сравнительно небольшим рабочим диапазоном, т. е. не позволяют определять значения координат в достаточно большой области.

Предлагается электронно-оптическое устройство, в котором, с целью расширения рабочего диапазона, перед чувствительным элементом, реагирующим на изменение величины светового потока в зависимости от положения объекта излучения, установлена поглощающая пластинка, коэффициент поглощения которой непрерывно изменяется от центра к краям по параболическому закону. Таким образом поглощающая пластинка совместно с зеркалом, обеспечивающим вращение изображения, выполняет роль амплитудного модулятора светового потока.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предложенного устройства; на фиг. 2 — схема, иллюстрирующая перемещение изображения исследуемого объекта в плоскости поглощающей пластинки.

Входной световой пучок Фо, отразившись or сканирующего зеркала 1, фокусируется в плоскости поглощающей пластинки 2. Зеркало, укрепленное под углом а к плоскости, перпендикулярной оси вращения, сканирует с угловой скоростью

Поглощающая пластинка 2 имеет функциональное поглощение. Коэффициент поглощения ее изменяется от центра к краям по па10 раболическому закону, т. е. точки одинаковой прозрачности равноудалены от центра пластинки. Величина пропускания такой пластинки Р(Х, У) записывается в виде функции координат (Х, У): где А — полуширина квадратной пластинки.

Мгновенные значения координат (Х, У) изо20 бражепия источника, движущегося по окружности, суть:

Х (t) = асозво/+Хо

У(г) =азгпоог+Уо

25 Следовательно, величина прошедшего через пластинку светового потока Ф(г) равна:

Ф(/) =ФоР(Х У) = " ((2А — Хо- — а -)+

30 +2Хоа cospipt+2h pа sinp>ptj

171432 (/т=Хо (Фо — <)

Аа

Опечатка

Фи2.1

ФУ2 2

Типография, пр. Сапунова, 2

Таким образом, световой сигнал Ф (/), помимо постоянной составляющей, содержит две компоненты на частоте ьзо, различающиеся по фазе на 90, Одна из них имеет амплитуду, пропорциональную координате Хо изображения источника, а другая — координате Уо.

Задача измерения координат Хо, Уо изображения источника сводится к раздельному измерению амплитуд этих двух компонент светового сигнала Ф(/). Наиболее просто это достигается электронной обработкой по следующей схеме.

Весь световой поток Ф(t), пропущенный поглощающей пластинкой 2, поступает на чувствительный элемент. После усилителя 8 сигнал поступает на вход двух амплитудно-фазовых детекторов 4 и 5. Детектор 4 предназначен для измерения амплитуды синусоидальной составляющей на частоте озо входного сигнала, детектор 5 — косинусоидальной составляющей. Для осуществления такого разделения синусоидальное опорное напряжение

U,„ ñ генератора б, который связан с двигателем 7 сканирующего зеркала, поступает непосредственно на детектор 4, а на детектор

5 — через фазовращатель 8, сдвигающий фазу

U,„ на 90 . При синусоидальном опорном напряжении на детекторе 4 выходной сигнал его U> пропорционален амплитуде сипусоидальной части входного сигнала, т. е. Уо, и не зависит от косинусоидальной части входного сигнала, т. е. Хо. Аналогично, за счет косинусоидального опорного напряжения детектора

5 выходной сигнал его (/т пропорционален амплитуде косинусоидальной части входного сигнала, т. е. Хо. Таким образом:

4 а /а=Уо (Фо — Ка)

Аа где Кт и Ка — коэффициенты, зависящие от параметров чувствительного элемента 9 и

5 электронной схемы, измеряемые экспериментально.

Диапазон углов + с/„„„(поле зрения) устройства определяется размером 2А поглощающей пластинки и фокусом входного объек10 тива F (на чертежах не показан)

А

/макс

Например, при А =50 мм, F 250 мм поле

15 зрения равно 24 Х, 24 .

Предложенное устройство может найти применение, в основном, при лабораторных исследованиях, поскольку оно требует сохранения постоянства яркости объекта излучения

20 и отсутствия паразитной засветки.

Предмет изобретения

25 Электронно-оптическое устройство для определения положения светящего объекта, преимущественно при лабораторных исследованиях, содержащее зеркало, обеспечивающее вращение изображения, чувствительный эле30 мент, реагирующий на изменение величины светового потока в зависимости от положения объекта излучения, и электроизмерительную схему для обработки сигнала на выходе чувствительного элемента, отличающееся тем, 35 что, с целью расширения рабочего диапазона устройства, перед чувствительным элементом установлена поглощающая пластинка, коэффициент поглощения которой изменяется от центра к краям по параболическому закону.

На стр. 1 колонка 2 строку 2 снизу следует читать

Ф(t) = ФоР(Х, У) = — ((2Аа — Хо — Уо ) +

+2Хоа созсоо1+2Уоа sin(opt) Составитель 10. М. Ферштман

Редактор Н. С. Коган

Техред Ю. В. Баранов

Корректор О. И. Попова

Заказ 1433/3 Тираж 1100 Формат бум. 60)(90/а

Обьем 0,21 изд. л. Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4