Фотоэлектрическое устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р>767510 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

r (22) Заявлено 2б0778 (2 ) 26 51 9 5 4/ 25-28 (51)M. Кл. с присоединением заявки ¹â€”

G 01 В 11/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДЫ 531.14 (088. 8) Опубликовано300980. Бюллетень №36

Дата опубликования описания 300980 (72) Автор изобретения

В.П.Солдатов. f

Московский институт инженеров геодези, аэрофото "ъвьааи и картографии

3 (71) Заявитель

Ъ, (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙ ТВО М»

"с

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Для этого устройство снабжено синхронньм детектором, связанным входами с выходом блоков приемников излучения, и подключенным на его выход интегратором, модулятор выполнен с двумя растрами, концентрично нанесенными на его поверхнос ть: один рас тр, имеющий одинаковые по ширине прозрачные и непрозрачные участки, размещен на периферии модулятора, другой, имеющий ши ри н у n po pe эей, с ос тав л я ющую четверть периода растра, — в его центральной части, а в качестве конденсора опорного канала испольэов ан конценсор, обеспечивающий ширину пучка опорного излучения, меньшую участков пе риферийного растра, установленный так, чтобы расположение центра иэображения источника опорного излучения перекрывалось модулятором одновременно с одним из

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение при высокоточном измерении угловых и линейных перемещений различных объектов.

Извес тно фо тоэлек трическ се Ус тройство, содержащее последовательно устанавливаемые по ходу излучения от объекта объектив, светоделительную призму, в каждом из двух потоков излучения от которой последовательно размещены конденсатор и отражающее зе ркало, блок приемников излучения и усилитель, опорную ветвь, выполненную из последовательно ус- 15 тановленных источника излучения, конденсатора, блока приемников излучения и усилителя, модулятор, расположенный центральной частью перед блоком приемников излучения; опорная 20 ветвь расположена на периферии модуляя тора, к о то рый пе рек рыв ае т и о ток излучения, поступающий на блок приемников излучения опорной ветви flj .

Недостатком этого устройства является его чувствительность к из-. менению фор ы сигналов в обоих каналах, что обуславливается изменением размеров изображения объекта относительно прорезей модулятора 30 лучистого потока и характера распределения энергии в иэображении, а также неточной юстировкой. Вследствии этого устройство имеет невысокую точность измерения.

767 510 потоков излучения от светоделитель« ной призмы.

На фиг. l изображено описываемое устройство; на фиг.2 — модулятор.

Устройство содержит объектив 1, светоделительную призму 2, конденсоре 3, 4, 5, зеркала 6, 7, модулятор 8 лучистого потока, блоки 9, 10 приемников и злучения, усилители

11, 12 переменного тока, источник

13 излучения, синхронный детектор ,1 4 и интегратор 1 5. Ис точник 1 3, излучения, конденсатор 5, блок 10 приемников излучения и усилитель

12 образуют опорную ветвь. Светоделительная призма 2 является анализатором изображения и установлена в плоскости изображения объекта (на фиг.l не показан), например, в фокальной плоскости, конденсоры 3 и 4 установлены за светоделительной призмой 2 на пути пучков излучения, отраженного от граней этой призмы.

Зеркала 6, 7 установлены с двух сто рой под углами к осям пучков излучения, обеспечивающими пересечение этих осей в точке, находящейся на чувствительной площадке блока 9 приемников излучения. Центр блока 9 приемников излучения расположен на оптической оси объектива 1. К блокам 9, 10 приемников излучения подключены усилители 11, 12 переменного тока, например, выход которых соединен с синхронным детектором 14.

Выход синхронного детектора 14 подключен к интегратору 15.

На фиг2 изображен модулятор 8 лучистого потока. На него нанесены два растра, один из которых расположен в era .центральной части и имеет ширину прорезей, составляющую четверть периода растра, а другой расположен на периферии модулятора и имеет одинаковые по ширине прозрачные и непрозрачные участки. Оба растра расположены концентрично. Ось модулятора 8 расположена на оптической оси объектива 1, а плоскость его растра удалена от фокальной плоскости объектива 1 на расстояние, обеспечивающее пересечение осями раздвоенных пучков лучей внутреннего растра и поочередное перекрывание раздвоенных пучков лучей от объекта.

Конденсор 5 опорной ветви фокусирует уменьшенное изображение источ. ника 13 излучения в плоскость периферийного растра модулятора 8, а центр этого иэображения расположен так, что оно пересекается модулятором одновременно с одним из пото- ков излучения от светоделительной призмы 2. Ширина пучка лучей опор» ного излучения для получения прямоугольной формы модулированного потока выбирается на несколько порядков меньше прорезей внешнего растра, ч то обеспечивается выбором ции конденсатора, Устройство работает следующим образом.

Поток излучения от объекта фокусируется объективом 1 в плоскость светоделительной призмы 2, делится ее на два потока, которые поо © чередно проходят через прорези центрального растра и облучают блок 9 приемников излучения. Если объект находится на оптической оси объектива 1, тО амплитуды обоих

Формула изобретения

60 б5

55 конденсора 5. Вместо линзовых кон денсоров и плоских зеркал можно использовать сферические или асферические зеркала, выполняющие функмодулированных потоков и соответствующих им напряжений U< и U в цепи блок 9 приемников излучения равны друг другу. Этй сигналы вместе с сигналом от опорной ветви после усиления подаются на вход синхронного детектора 14, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный произведению указачньй сигналов. Величина сигнала на выходе интегратора 15 равна нулю .

Если объект смещен относительно оптической оси объектива 1, то амплитуды сигналов U и 0 не будут равны друг другу, и, следовательно, на выходе интегратора 15 появится сигнал, величина которого при прямоугольной модуляции в обоих каналах сравнения пропорциональна углу рассогласования, а фаза зависит от направления смещения объекта..

Сигнал на выходе интегратора 15 будет пропорционален углу рассогласования на входе и описывается не"зависимо от формы сигналов U u

02 в обоих каналах сравнения одниМ и тем же выражением вида

Ьсб

Ю,=к,„ где Ась — текущий угол рассогласования (линейное перемещение);

2ю — угловой размер и зображения объекта в плоскости анализа;

К вЂ” некоторый пос тоян ный к оэффициент, зависящий от конкретной схемы ус т ройс тв а, В ус тройстве полностью устранены погрешности из-за неидентичности формы сигналов в обоих каналах сравнения, что и позволяет повыси ть точ нос ть и зме рения .

Фотоэлек трическое устройс тво, содержащее последовательно устанавливаемые по ходу излучения от объекта объектив, светоделительную призму, в каждом из двух потоков излучения от которой последовательно размещены

767510

ТО fg конденсор и отражающее зеркало, и блок приемников излучения и усилитель, опорную ветвь, выполненную из последовательно установленных источника излучения, конденсора, блока приемников излучения и усилителя, и модулятор, расположенный центральной частью перед блоком приемников излучения, а опо1 ная ветвь расположена на периферии модулятора, который перекрывает поток излучения, поступающий на блок приемников излучения опорной ветви, т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено синхронньм детектором, связанньм с выходом блоков приемников излучения, и подключенным на его выход интегратором, модуля тор в ыпол не н с дв умя растрами, концентрично нанесе нньми на его поверхность: один растр имеющий одинаковые по ширине прозрачные и непрозрачные участки, расположен на периферии модулятора, другой, имеющий ширину прорезей, составля" ющую четверть периода растра - в его центральной части, а в качастве

5 конденсора опорного канала использован конденсор, обеспечивающий ширину пучка опорного излучения, меньшую участков периферийного растра, установленный так, чтобы рас о положение центра изображения источника опорного излучения перекрыва- лось модулятором одновременно с одним из потоков излучения от светоделительной призмы.

35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

-1. Николаев П.В. и Сабинин Ю.А.

Фотоэлектрические следящие системы.

Л., Энергия, 1969, с. 34 (про2О тотип) .

767510

Составитель В.Климова

Техред й. Щепанская Коррек тор Ю,Макаренко

Редактор Г.улыбина филиал ППП Патент!, г.Жкгород, ул.Проектная, 4

Закаэ 7178/34 Тирам 801 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5