Астрометрический инструмент

 

1. АСТРОМЕТРИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ , содержащий основание, трубку с объективом в оправе, центральным кубом и микрометром, разделенный круг и раму с отсчетными микроскопами , отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения , в него введены установленньй в центральном кубе монолитный ; блок из термостабильного материала, на поверхности которого выполнены два сферических зеркала, два блока мерок и два микрометра, при этом монолитный блок жестко соединен с разделенным кругом, выполненным из материала, одинакового с материалом монолитного блока, центр кривизны первого сферического зеркала монолитного блока совмещен с плоскостью марок первого блока марок, соединенного с оправой объектива, а центр кривизны второго сферического зеркала совмещен с плоскостью марок второго блока марок, соединенного с микрометром, при этом оба блока марок установлены в плоскости вращения оси трубы и соединены соответственно с оправой объектива и микрометром в плоскости, образованной осью трубы и горизонтальной осью вращения инструмента 2.Инструмент по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что оправа объектива выполнена в виде кольца с двумя выступами, на котором установлены рычажные механизмы разгрузки и две пружины, расположенные напротив выступов симметрично относительно оси объектива, при этом оправа объектива установлена на трубу инструмента так, что выступы кольца расположены симметрично относительно плоскости, образованной осью трубы и горизонтальной осью вращео S ния инструмента. 3.Инструмент по п. 1, о т л иСО чающийся тем, что в корпусе с трубы перед объективом установлена плоскопараллельная пластина, при этом труба и соединение плоскопараллельной пластины с трубой вьшолнены герметичными с возможностью ю заполнения трубы гелием. 4.Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что в него вве дены две проекционные оптические сис00 темы, каждая из которых выполнена из двух объективов и расположенной между ними плоскопараллельной пластины , при этом первый объектив каждой проекционной системы установлен внутри трубы, второй - на ее наружной поверхности , а плоскости марок и изме-, рительные плоскости микрометров расположены в сопряженных плоскостях проекционных оптических систем. 5.Инструмент по п. 1, о т л ичающийся тем, что на грани центрального куба, перпендикулярной

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 02 В 23 00

1 ре(р пью )цу 1 д1 г

L °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3711406/24-10 (22) 19.03.84 (46) 15. 11.86. Бюл. У 42 (72) И.К. Павлов, В,Н. Павлов и В.В. Демидов (53) 522.3(088.8) (56) Подобед В.В. Фундаментальная астрометрия. M. Наука, 1968, с.213.

Подобед В.В., Нестеров В.В. Общая астрометрия, 1982, с. 93. (54) (57) 1. АСТРОМЕТРИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ, содержащий основание, трубку с объективом в оправе, центральным кубом и микрометром, разделенный круг и раму с отсчетными микроскопами, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения, в него введены установленный в центральном кубе монолитный

- блок из термостабильного материала, на поверхности которого выполнены два сферических зеркала, два блока мерок и два микрометра, при этом монолитный блок жестко соединен с разделенным кругом, выполненным из материала, одинакового с материалом монолитного блока, центр кривизны первого сферического зеркала монолитного блока совмещен с плоскостью марок первого блока марок, соединенного с оправой объектива, а центр кривизны второго сферического зеркала совмещен с плоскостью марок. второго блока марок, соединенного с микрометром, при этом оба блока марок установлены в плоскости вращения оси трубы и соединены соответственно с оправой объектива и микрометром в плоскости, образованной осью трубы и горизонтальной осью вращения инструмента.

2. Инструмент по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что оправа объектива выполнена в виде кольца с двумя выступами, на котором установлены рычажные механизмы разгрузки и две пружины, располо)кенные напротив выступов симметрично относительно оси объектива, при этом оправа объектива установлена на трубу инструмента так, что выступы кольца расположены симметрично относительно плоскости, образованной осью трубы и горизонтальной осью вращения инструмента.

3. Инструмент по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в корпусе трубы перед объективом установлена плоскопараллельная пластина, при этом труба и соединение плоскопараллельной пластины с трубой выполнены герметичными с возможностью заполнения трубы гелием.

4. Инструмент по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в него введены две проекционные оптические системы, каждая иэ которых выполнена из двух объективов и расположенной между ними плоскопараллельной пластины, при этом первый объектив каждой проекционной системы установлен внутри трубы, второй — на ее наружной поверхности, а плоскости марок и изме-. рительные плоскости микрометров расположены в сопряженных плоскостях проекционных оптических систем.

5. Инструмент по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что на грани центрального куба, перпендикулярной

127073б горизонтальной оси и обращенной к отсчетным микроскопам, выполнена кольцевая направляющая, ocr которой совмещена с горизонтальной осью, Изобретение относится к приборостроению, а именно к астрометрическим инструментам.

Астрометрический инструмент (вертикальный круг),предназначен для определения координаты склонения звед, планет или Солнца. С помощью вертикального круга измеряют двойную величину зенитного расстояния наблюдаемого объекта вблизи плоскости меридиана. Определение координаты склонения современными кругами достигло точности около четверти секунды дуги.

Целью изобретения является иовышение точности измерений.

На фиг. 1 показан астрометрический инструмент, разрез А-А на фиг.2; на фиг. 2 " то же, разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 — объектив, разрез В-В на фиг.1, перпендикулярный оси трубы,. и термостабильное кольцо с блоком марок; на фиг. 4 — элемент разгрузки термостабильного коль- ца, разрез Г-Г на фиг. 3; на фиг.5 блок марок и проекционная система с микрометром, узел на фиг.2; на фиг. 6 и 7 — расположение, марок в блоке и световодов подсветки маЗО рок, разрезы Д-Д и Е-Е на фиг,5.

В центральном кубе 1 (фиг.1) трубы 2 инструмента установлен монолитный блок 3, выполненный из термостабильного стекла, например ситалла С0115. Вес блока воспринимается корпусом центрального куба 1 че" рез рычажные механизмы 4. Блок жест" ко соединен с разделенным кругом 5, выполненным из того же термостабильного материала, что и блок 3. Блок

3 (вместе с разделенным кругом 5) установлен на кронштейне 6, закрепленном в корпусе центрального куба соосно с горизонтальной осью 7.

С целью герметизации трубы на соеди- нительную часть блока с разделенным. а на основании установлен рычажный механизм, соединенный через ролик с кольцевой направляющей центрального куба. кругом, например цилиндрическую, приклеены герметиком два полукольца

8, выполненные из материала с таким же коэффициентом термического расширения (одного из сплавов инвара).. .Полукольца 8 соединены через гофрированные мембраны 9 с корпусом центрального куба 1. На монолитном блоке выполнены два сферических зеркала 10 и 11. Центр кривизны первого зеркала

10 (фиг.2) совмещен с плоскостью блока марок 12, установленного на термостабильном кольце 13 в плоскости задней главной точки объектива. Термостабильное кольцо 13 установлено на термокомпенсаторе 14 с целью постоянного совмещения плоскости марок с центром кривизны зеркала 10 при любой температуре окружающей среды.Термостабильное кольцо 13 (фиг. 3) контактирует с оправой объектива через упоры 15 оправы в плоскости, образованной осью трубы и горизонтальной осью. Термостабильное кольцо 13 полностью разгружено рычажными механизмами 1б в плоскости, перпендикулярной оси трубы, т.е. в плоскости кольца. (В разрезе по В-В кольца и оправы показано устройство одного из рычажных механизмов 1б фиг.4).

Центр кривизны второго сферического зеркала 11 (фиг. ?) совмещен с плоскостью марок блока 17, установленного на термостабильном кольце 18, "оединенном с микрометром 19 аналогично соединению термостабильного кольца 13 с. оправой объектива 20.

На фиг. 3 показана фиксация одной из линз объектива 20 относительно плоскости, проходящей через ось трубы и горизонтальную ось вертикального круга. Ha оправе 21 объектива выполнены для каждой линзы выступы 22, расположенные симметрично относительно упомянутой плоскости. Лииза прижата пружинами 23 к выступам 22, а вес

1270736 линзы воспринимается в плоскости, перпендикулярной оси трубы, рычажными механизмами 24. Плоскость 25 марок (фиг. 5) объективами 26 и 27 проекционной системы изображена в иэ- 5 мерительную плоскость 28 микрометра

29, при этом между первым объективом

26 проекционной системы, передний фокус которого совмещен с плоскостью

25 марок, и вторым объективом 27 ус- 10 тановлена плоскопараллельная пластина 30 с целью герметизации пространства внутри трубы.

Блок марок 12 представляет собой

15 .прямоугольный параллелепипед, состоящий из двух соединенных гранями призм, выполненных из термостабильного стекла, например ситалла С0115М. На диагональной плоскости 31 (фиг.6) парал20 лелепипеда нанесено полупрозрачное покрытие, отражающее и пропускающее примерно по половине падающего на него света. На боковрй поверхности средней части параллелепипеда выполнен на темном фоне прозрачный штрих 32, параллельный визирной оси трубы, на краях параллелепипеда, в плоскости 25 (фиг. 7) марок выполнены два штриха 33, параллельные горизонтальной оси вертикального круга, так же как и штрих

32 прозрачные на темном фоне. Подсветка штрихов 33 и 32 выполняется световодами 34 после отражения от полупрозрачной плоскости 31. Для устранения рассеянного света к граням 35 параллелепипеда противоположным световодам присоединены, например, на бальзамине светопоглощающие стекла 35. К штриху 32 освещение подведено непосредственно световодом 34. 40

Штрих 32 полупрозрачной плоскостью 31 и сферическим зеркалом блока 3 (фиг.2) изображается в плоскости 25.

Автоколлимационное изображение штриха 32 на фиг, 3 показано пунктиром 45 между штрихами 33.

Герметизация трубы инструмента (вертикального круга) со стороны объектива 20 (фиг. 2) выполнена с помощью плоскопараллельного стекла 36 50

Герметизация трубы со стороны микрометра 19 выполнена также с помощью плоскопараллельного стекла 37, установленного между объективами проекционной системы 38, сопряженными плос- 55 костями которой являются опорная сетка 39 и измерительная .плоскость 40 микрометра.

Горизонтальная ось 7 (фиг. 1) инструмента установлена на стойке 41, которая установлена на горизонтальной платформе 42, опирающейся на горизонтальный подшипник 43. На другой стойке 44 установлена рама 45 с микроскопами 46 и уровнем (He показан).

На грани центрального куба 1 выполнена кольцевая направляющая 47, с которой через ролики 48 соединен рычажный механизм 49.

Астрометрический инструмент (вертикальный круг) работает следующим образом.

При наблюдении звезды (планеты или Солнца) одновременно с измерени" ем расстояния (в фокальной плоскости) от опорной марки, или нулевого отсчета микрометра 19 (фиг. 2) до звезды вблизи меридиана, до и после ее прохождения и одновременно с отсчетом разделенного круга 5 (фиг.1) микроскопами 46 и отсчета наклонности рамы 45, несущей микроскопы, уровнем (не показан) производят измерения гнутия концов трубы 2 (объективного и микрометренного) по смещению блоков марок 12 и 17 относительно центров кривизны сферических зеркал 10 и 11. При первом наблюдении звезды, до прохождения ею меридиана, измеряются положения автоколлимационных изображений средних штрихов блоков 12 и 17 относительно крайних штрихов (этих же блоков). При втором наблюдении той же звезды, после прохождения ею меридйана и после перекладки вертикального круга, производится второе измерение положений автоколлимационных изображений средних марок относительно крайних. Из разности положе" ний автоколлимационных изображений при первом и втором наблюдениях звезды вычисляются смещения блоков 12 и

17 относительно центров кривизны, а из алгебраической суммы смещений объектива 20 и микрометра !9 вычисляется поворот визирной оси относительно линии, проходящей через центры кривизны, т.е. относительно разделенного круга. Полученная величина поворота визирной линии алгебраически суммируется с двойной величиной зенитного расстояния звезды, полученного из отсчета разделенного круга

5 микроскопами 46, исправленного по отсчетам уровня (не показанного) за

12707

3 наклон рамы 45, несущей микроскопы 46.

В предложенном инструменте (вертикальном круге, фиг.2) линия, соединяющая центры кривизны сферических зеркал, пересекается с визирной осью трубы примерно в центре разделенного круга1 такое решение монолитного блока 3 объясняется необходимостью симметричного распределения масс бло- 1О ка относительно горизонтальной оси.

При наклонном положении трубы концы .ее прогибаются и когда, например, объектив оказывается ниже центра кривизны сферического зеркала 10, он удаляется от центра кривизны, а микрометр 19 приближается к центру кри- визны сферического зеркала 11. В идеальном случае эти смещения объектива и микрометра равны и происходит только параллельное смещение визирной оси, беэ поворота ее относительно разделенного круга. Однако достиг. нуть такого скомпенсированного гнутия с точностью в сотые доли угловой секунды практически невозможно.

1 27 07. 36 га л

i по за! 270736

Х

Рб

F-F

P

Составитель В. Архипов

Редактор М. Бандура Техред В.Кадар

Корректор О. Луговая

Заказ б242/50 Тираж 501

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическде предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4