Устройство для юстировки элементов оптических схем

 

Изобретение относится к оптике, а именно к приборам и системам для юстировки элементов оптических схем, Устройство включает корпус 4, в котором размещены подлежащие юстировке оптические элементы 1-3. На нерабочей поверхности оптических элементов 1-3 расположены коллиматоры 8, внутри которых находятся радиоизотопы 18. Излучение от радиоизотопбв 18 попадает на матрицы 5 чувствительных элементов и датчик 6 интенсивности. Электрические сигналы с выходов матриц

COOS СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

А1

1511 Б 02 В 5/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ (21) 4069222/24-10 (22) 20.05.86 (46) g7.11,88. Бюл, 11- 41 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (Z2) В.Г.Краснер, 1б.Г.Краснер и С.T.Кусимов (53) 535.8(088 ° 8) (56) Оптико-механическая промышленность, 1981, М 5, с, 45, Гордеев В.If. и др, Комплект модулей для автоматической юстировки оптических элементов по угловым координатам. — Приборы и техника эксперимента, 1982, И- 2, с.218., „„SU„„3 436090 (54) УСТРОЙСТВО ДИЯ ЮСТИРОВКИ ЗЛЕМЕНТ0В ОПТИЧЕСКИХ СХЕМ (57) Изобретение относится к оптике, а именно к приборам и системам для юстировки элементов оптических схем, устройство включает корпус 4, в котором размещены подлежащие юстировке оптические элементы 1-3. На нерабочей поверхности оптических элементов 1 3 расположены коллиматоры 8, внутри которых находятся радиоизотопы 18. Излучение от радиоизотопов 18 попадает на матрицы 5 чувствительных элементов и датчик 6 интенсивности. Электрические сигналы с выходов матриц!

436090 5 и датчиков 6 на этапе выставления оптических элементов обрабатываются в электронной схеме, включающей регистратор 9 положения оптической оси, регистраторы 1О угловых положений, регистратор 11 разбаланса, разност . сное устройстьо 12 угловых положений, разностсное устройство 13 положения оптической оси, запоминающее устрой- ство 14, устройство 15 управления и регулятор 16, путем выделения максимума интенсивности проникающего излучения на датчике б и равенства сигна"лов на выходах матриц 5 при работе!.

Изобретение относится к оптике, именно к приборам и системам для юстировки элементов оптических схем, н может быть использовано при разработке систем автоматической юстировки резонаторов лазеров.

Целью изобретения является повьвпение точности быстродействия и надежности.

На фиг.! приведена конструкция, разрез, и блок-схема устройства для юстировки элементов оптических схем; иа фиг.2 - размещение матриц чувствительных элементов по сечению базы

Оптической схемы (а), характерный вид искривления базы оптической схемы (б), коллиматор (в),, матрица чувствительных элементов (г); на фиг,3— блок"схема регистратора разбаланса; на фиг.4 -. блок-схема регистратора у;.ловых положений; на фиг.5 — блоксхема разностсного устройства угловых положений на фиг.б — блок-схема разностсного устройства положения оптической оси; на фиг,.7 — блок-схема регистратора положения оптической оси; на фиг.8 — блок-схема регулятора, Устройство (фиг,l) содержит;. пти". ческие элементы 1-3 подлежащие юсти/ ровке (на фиг.! показана система„ юстирующая три оптических элемента),-, корпус 4, относительно которого крепятся все элементы оптической схема;; матрицы 5 чувствительных элементов, датчик 6 интенсивности„ исполнительные механизмы 7, коллиматоры 8, реисполнительных механизмов 7 и записи эталонных значений интенсивности излучения в запоминающее устройство !4.

Введение новых элементов и образование новых связей между элементами позволяет в автоматическом режиме с высокими точностью, быстродействием и надежностью проводить юстировку оптических элементов и проверку их положения путем сравнения текущих значений сигналов интенсивности с эталонными значениями, заполненными в запоминающем устройстве 14. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

2 гистратор 9 положения оптической оси, регистратор 10 угловых положений, регистратор ll разбаланса, разностсное устройство 12 угловых положений, разностсного устройства 3 положения оптической оси, запоминающее устройство 14, устройство 15 управления, ре-. гулятор 16, экран 17 и радиоизотоп 18 (Фиг.2в).

При этом первый, второй и третий входы регистратора 9 положения оптической оси связаны с первым входом разностсного устройства 13 положения оптической оси, выводом датчика 6 интенсивности и четвертым выходом устройства 15 управления соответственно, а его первый и второй выходы связаны с первым вводом разнастсного устройю ства 13 положения оптической оси и первым входом регулятора 16 соответственно, первьй, второй и третий входы регистратора 10 угловых положений связаны с выходами матриц S чувствительных элементов, седьмым выходом устройства 15 управления и вторым выходом разностсного устройства

12 угловых положений соответственно, а его первый и второй выходы связаны с вторым входом регулятора 16 и вторым входом разностсного устройства

12 угловых положений соответственно, регистратор ll разбаланса своими первым и вторым входами связан с выходами

Ф. мариц 5 чувствительных элементов и

3;, третьим входом устройства 15 управления соответственно, а своими первым

1436090 и вторым выходами связан с первым входом устройства 15 управления и третьим входом регулятора 16 соответственно регулятор )6 своими четверЭ

5 тым и пятым входами связан с пятым и шестым выходами устройства )5 управления соответственно, а своими первым и вторым выходами с четвертым входом устройства 15 управления и исполнительными механизмами 7 соответственно, устройство 15 управления своими вторым, третьим, пятым входами связано с третьими выходами запоминающего устройства 14, раэностсного устройст- 15 ва 13 положения оптической оси и разностсного устройства 12 угловых положений соответственно, а своими первым и вторым выходами связано с третьим входом запоминающего устрой - 20 ства 14 и первым входом разностсного устройства 12 угловых положений соответственно, в свою очередь, разностсное устройства 12 угловых положений связано своим третьим входом с пер- 25 вым выходом запоминающего устройства

l4 а своим первым выходом — с первым входом запоминающего устройства )4, в свою очередь, разностсное устройство 13 оптической оси своим вторым ь 30 третьим входами связано с вторым выходом запоминающего устройства !4 и восьмым выходом устройства 15 управления соответственно, а своим вторым выходом — с вторым входом запоминаю35 щего устройства 14.

Регистратор 10 угловых положений (фиг.4) содержит разностсную схему 26 и селектор 25, причем первый ввод разностсной схемы 26 связан с первым 4о выходом селектора 25, а ее выход свя-. зан с вторым входом регулятора 16, в свою очередь, первый, второй и третий входы селектора связаны с выходами матриц 5 чувствительных элементов, 4> седьмым выходом устройства )5 управl ления и вторым входом разностсного устройства 12 угловых положений соответственно; а его второй выход связан с вторым входом разностсного устройст= ва 12 угловых положений, Разностсное устройство 12 угловых положений (фиг.5) содержит схему

И 27, раэностсную схему 28, селектор

29, интерфейс 30, причем выход схемы

И связан с пятым входом устройства 15 управления, а ее инверсные входы связаны с выходами разностсной схемы

28, входы которой связаны с вторыми выходамн регистратора 10 угловых положений, с которым также связан вто . рой вход селектора 29, первый и второй выходы связа а» с первым входом интерфейса 30 и вторым входом регистратора !О угловых положений соответственно, а первый вход — с вторым выходом устронства 15 управления, с которым также связан второй вход интерфейса .

30, первый и второй выходы которого связаны с первым входом запоминающего устройства 14 и третьим входом селектора 29 соответственно, а третий вход связан с первым выходом запоминающего устройства 14.

Регистратор 11 раэбаланса (фиг.3) содержит разностсную схему 19, схему

И 20, цифроаналоговый преобразователь

21, схему 22 запуска и отключения генератора треугольного напряжения, генератор 23 треугольного напряжения и аттенюатор 24, причем первый и второй входы разностсной схемы 19 соединены с выходами матриц 5 чувствительных элементов и выходом аттенюатора 24 соответственно, а ее выходы связаны с третьим входом регулятора 16 и инверсным входом схемы И 20, в свою очередь, выход которой связан с первым входом устройства 15 управления и первым входом схемы 22 запуска и отключения генератора треугольного напряжения,,второй вход которой связан с выхсдом цифроаналогового преобразователя 21, а выход — с входом генератора 23 треугольного напряжения, выход которого связан с входом аттенюатора 24, вход цифроаналогового преобразователя 21 связан с третьим выходом устройства 15 управления.

Разностсное устройство 13 положения оптической оси (фиг.6) содержит аналого-цифровой преобразователь 31:, цифроаналоговый преобразователь 32, селектор 33, цифровую разностсную схему 34, интерфейс 35 и цифровой компаратор 36, причем вход аналого-цифрового преобразователя 31 связан с первым выходом регистратора 9 оптической оси, а выход — с первым входом цифровой разностсной схемы 34 и третьим входом интерфейса 35, первый и второй входы которого связаны с восьмым выходом устройства 15 управления и вторым выходом запоминающего устройства 14 соответственно, а первый и второй выходы связаны с первым входом селектора 33 и вторым входом

1436090 запоминающеГО устройства 1". саатвет" ственно, селектор 33 своик;::. гервым и вторым выходами связан с входом цифроаналогового преобразователя 32 к вта- „а рым входОМ цифрОвОй разкОстснай схе -* мы 34 соответственно, а своим вторым вхОдОм связан с восьмым выходОМ уст ройства 15 управления, цкф„.овая pàç-. ностсная схема 34 своим выходом свя- 10 вана с входом цифрового компаратора

36, который своим выходом связан с третьим входом устройства 15 укравле..выход цифроаналогового преобразбателя связан с первым входам регист- 15 ! ратора 9 положения оптическок оси.

1;

Регистратор 9 положения оптичесой оси (фиг,7) содержит селектор

7 и пороговое устройство 38, причем ервый и второй входы селектора 37 завязаны, с первым выходом разносткага устройства 13 положения оптической оси 13 и выходом датчика 6 интенсив- ности соответственно, а ега первый и второй выходы связаны с первым входом разностсного устройства 13 на-ложения оптической оси и вторым входом порогового устройства 38 соответственно, первый вход которого связан е первым выходом раэностснаго устрой- 30 ства 13 положения оптической оси, а

@го выход — с первым входом регулятора 16.

Регулятор 16 (фиг.8) содержит селектор 39, регулируемый источник 40 питания приводов, цифроаналоговый ареобразователь 41 и цифровой компаратор 42, причем первый, второй„ третий, четвертый входы селектора 39 связаны с пятым и шестым выходами устройства

15 управления, с первым выходом регистратора 10 угловых положений, с вторым выходом регистратора 11 1разбаланса соответственно, а своими первым и вторым выходами связан с пер-45 вым и вторым входами регулируемого источника 40 питания приводов соответственно, выходы которого связаны с исполнительньыи механизмами 7„ вхо:ды цифрового компаратора 4? связаны с вторым входом регистратора 9 поло = " жения оптической. оси, с первым выхо-дом регистратора 10 угловых положений и вторым выходом регистратора 11 разбаланса, а выход связан с четвертым входом устройства 15 управления, Вход цифроаналогового преобразователя

41 связан с шестым выходом устройства

15 управления, а исполнительные меха:нкзмы ? представляют собой савмещен:-ъ е блоки приводов угловых и поступательных перемещений.

Источник излучения (фиг.2в) представляет собой источник проникающего излучения, выполненный в виде коллиматора 8, представляющего собой свинцовую оболочку, в которой выполнены трк прямых сквозных вэаимоперпендикулярных канала, пересекающихся в одном месте, в место пересечения каналов которого помещен радиоактивный изотоп

18, причем коллиматоры жестко закреплены на нерабочей, поверхности оптических элементов 1-3, подлежащих юстиравке,. таким образом, чтобы продольная ось симметрии аднага из трех каналов каждого коллиматора 8 была параллельна Очткческой оси соответст" вующего оптического элемента 1-3

",фиг.1) и одновременно совпадала с продольной осью такого же канала другоГО каллиматОра 8 КроМе тОГО матрицы 5 чувствительных элементов закреплены ка корпусе оптической схемы 4 таким образом, что их центры совпадают с точками пересечения про"

pîëüíûõ осей симметрии каналов колJxBMB.тора 8,, находящихся в плоскости, перпендикулярной оптической оси соответствующих оптических элементов, с корпусом оптической схемы 4 при условии, что соответствующие оптические элементы 1-3 отъюстированы, кроме тога, датчик 6 интенсивности закреплен на корпусе оптической схемы 4 таким образом, что его центр совпадает с точкой пересечения продольной оси симметрии каналов коллиматаров 8, параллельной оптическим осям соответствующих оптических элементов 1-3 с карпу" сам 4 оптической схемы при условии,, что соответствующие оптические элементы 1-3 отьюстированы.

Датчик 6 иктексивкости защищен экраном 17„ представляющим собой свинцовую оболочку, покрывающую чув- ствительную поверхность датчика 6 интенсивности, с отверстием, центр которого сопадает с центром датчика 6 интексквности.Иатрица 5 чувствительных элементов (фиг.2г) выполнена в виде многослойной толстопленачнай структуры, металлический провагящкй первый слой которой снабжен такапровадом, второй спой представляет собой диэлектрик, т- еткй слой выполнен диэлектричесг436090 ким с регулярно расположенными в чем металлическими контактными площадка-. ми, причем между первым слоем и металлическими контактными площадками тре5 тьего слоя создана разность потенциалов.

В качестве радиоактивного изотопа может быть использован С -либо С

Исполнительные механизмы 7, пред- 10 ставляющие собой совмещенные блоки приводов угловых и поступательных перемещений, могут быть реализованы на базе стандартного пьезоэлектричес" кого шагового привода. 15

Устройство работает следующим образом.

Этап выставления оптических элементов.

Устройство 15 управления включает 2О запоминающее устройство 14 в режим записи информации, регистратор 10 угловых положений в режим прямой передачи сигналов с матриц 5 чувствительных элементов на разностсное устрой- 25 ство 12 угловых положений и разност-.. сных сигналов на регулятор 16 регистратор 9 оптической оси в режим прямой передачи информации с датчика 6 интенсивности на разностсное устройст- 30 во 13 положения оптической оси, разностсное устройство 12 угловых положений и разностсное устройство 13 оптической оси в режим сравнения, регулятор 16 в режим выставления оптических элементов.

На первые выходы регистратора 11 разбаланса поступает информация с выходов матриц 5 чувствительных элементов. Причем на каждый оптический гб элемент 1-3, подлежащий юстировке, приходится по четыре матрицы чувствительных элементов, которые принимают сформированное коллиматором

8 в направленные взаимоперпендикуляр 115 ные пучки проникающее излучение радиоизотопа 18.

Регистратор 11 разбаланса производит попарное сравнение площадей saсветки матриц чувствительных элементов для каждого оптического элемента, на основании которого для каждого оптического элемента 1-3 выделяется по два разностных сигнала, характеризующих поступательные отклонения опти. ческого элемента от своего исходного отъюстированного положения, которые поступают на регулятор 16, управляющий соответствующими блоками приводов исполнительных механизмов 7. Как только разностсные сигналы, выделяемые регистратором 11 разбаланса, станут нулевыми, что соответствует исправлению всех поступательных отклонений оптических элементов 1-3, то с первого выхода поступает сигнал в устройство 15 управления, которое выдает команду регулятору 16 на отключение блоков поступательных перемещений исполнительных механизмов 7 °

Регистратор 10 угловых положений напрямую передает сигналы с матриц 5 чувствительных элементов на разност= сное устройство 12 угловых положений . и одновременно осуществляет попарное сравнение областей засветки внутри каждой четверки матриц 5 чувствительных элементов, приходящейся на один оптический элемент. Выделяемые при этом разностсные сигналы передаются на регулятор 16.

Разностсное устройство 12 угловых положений производит попарное сравнение областей засветки внутри каждой четверки матриц 5 чувствительных элементов, приходящейся на один оптический элемент. При достижении равенства сигналов с третьего выхода подается сигнал в устройство !5 управления, которое по его получении выдает сигнал на регулятор 16 на отключение блоков приводов угловых перемещений исполнительных механизмов 7 и одновременно выдает сигнал на первый вход разносте сного устройства 12 угловых положений, по которому производится запись в запоминающее устройство 14 эталонных сигналов угловых положений оптических элементов, соответствующих их отъюстированному состоянию, C регистратора 9 положения оптической оси сигнал с датчика 6 интенсивности напрямую передается в раэностсное устройство 13 положения оптической оси, которое по второму выходу и второму входу осуществляет постоянный обмен с запоминающим устройством 14 °

Текущий сигнал с датчика интенсивности сравнивается с сигналом, пришедшим в предыдущий момент времени. Если разностсный сигнал получается отрицательный, то после поступления его c третьего выхода на третий вход устройства 15 управления этап выставления оптических элементов продолжается. В случае нулевого и положитель ного разностсных сигналов и при на9

143609 личин сигналов об окончании юстнронкн устройство 15 управления выдает сигнал на запись в запоминающее устройство 14 эталонного значения максималь"

5 ной интенсивности проходящего сквозь оптические элементы проникающего излучения от коллиматоров 8,, соответствующего отъюстированному состоянию оптической схемы. 10

В случае когда получены сигналы ,окончания юстировки, а от разностсно,го устройства 13 оптической оси от рицательный разиостсный сигнал, что соответствует искривлению корпуса 4, устройство 15 управления переводит, систему в режим "Поиск".

При наличии положительного либо .;нулевого сигнала от разностсного уст,ройства 13 положения оптической

:оси и сигналов окончания юстирон ки от регистратора ll разбаланса и раэностсного устройства 12 угловых положений устройство 15 управления переключает всю систему на этан конт- 2Ь роля положения оптических элементов.

ТаКим образом, на этапе выставления оптических элементов отъюстированное состояние оптической схемы регистрируется путем получения на датчи- З0 ,ке 6 интенсивности максимума интенсивности проникающего излучения от . коллиматоров 8, направленного сквозь оптические элементы 1-3 в налравлении, параллельном их оптическим осям, далее значение этого максимума интенсивности записывается н запоминающее ,устройство, куда также записываются сигналы (так называемые эталонные) угловых положений оптических элементов от матриц чувствительных элементов, соответствующие их отъюстированиому состоянию

Этап контроля положения оптических элементов. ф 1

В регистратор 10 угловых положений происходит непрерывное сравнение текущих сигналов с матриц 5 чувствительных элементов с эталонными, поступающими от запоминающего устройст- 1 ва 14. В результате выделяются разностсные сигналы» поступающие на регулятор 16, туда же поступают разностсные сигналы от регулятора I.ii разбаланса.

В регистраторе 9 положения оптической оси сравнивается текущий сигнал с датчика 6 интенсивности с эталонным максимальным сигналом, полу0 .10 ченным от запоминающего устройства 14.

Отрицательный разностсный сигнал (ес лн он имеет место) идет на вход регулятора 16, который выдает сигнал в устройство 15 управления, выдающее по получении данного сигнала команду в регулятор 16 на подключение всех исполнительных механизмов 7.

Когда разностсные сигналы нулевые, а регистратор 9 положения оптической оси выдает на регулятор 16 отрицательный разностсный сигнал разъюстировки, что соответствует возникшему перекосу корпуса 4, с выхода регулятора

16 идет сигнал н устройство 15 управления на перевод в режим "Поиск".

Режим Поиск".

Устройство 15 управления переклю чает разностсное устройство 13 положения оптической оси в режим сравнения с одновременной прямой передачей н регистратор 9 положения оптической оси эталонного значения максимума интенсивности от запоминающего устройства 14, запоминающее устройство 14 в режим записи с одновременной выдачей эталонного значения максимума интенсивности, разностсное устройство

12 угловых положений в режим сравнения, регистратор 9 положения оптической оси в режим сравнения с эталонным значением максимальной интенсивности и одновременной прямой передачей текущих значений интенсивности с датчика

6 интенсивности на разностсное устройство 13 положения оптической оси, регулятор 16 н режим поиска, регистратор 10 угловых положений н режим прямой передачи сигналов с матриц 5 чунствительных элементов на разностсное устройство 12 угловых положений.

HIa регулятор 16 поступают команды, по которым исполнительные механизмы 7 дают малые приращения положениям оп( тических элементов 1-3 по определенному алгоритму. В разностсном устройстве 13 положения оптической оси происходит сравнение текущего сигнала, .поступающего от датчика 6 интенсивности, с сигналом предыдущего момента нременн, который поступает от запоминающего устройства 14. Если разностный сигнал положительный, то на устройство 15 управления идет соотнетстнующий сигнал, по которому устройство 15 управления выдает команду разностному устройству 12 угловых положений на запись в запомннаю! t 14.,:609 щее устройство 14 текущих сигналов угловых положений с матриц чувствительных элементов в качестве эталонных и одновременно корректирует регу5 лятор !1 разбаланса до получения нулевых разностсных сигналов на его вторых выходах, Процесс поиска происходит до тех пор, пока в регистраторе 9 положения оптической оси не будет нулевой разностсный сигнал (сравнение текущего сигнала интенсивности с датчика 6 интенсивности с эталонным сигналом максимальной интенсивности). При по- )5 лучении нулевого сигнала разьюстиравки с второго выхода регистратора 9 положения оптической оси на регулятор

16 последний со своего первого выхода выдает сигнал в устройство 15 управ- 20

It 11 пения на окончание режима Поиск

Регулятор 11 разбаланса работает следующим образам.

На этапах выставления оптических элементов и контроля положения оптических элементов на первые входы раз= ностсной схемы 19 (фиг.3) поступают сигналы с матриц 5 чувствительных элементов, с выхода которой разностсные сигналы поступают на регулятор

16 и одновременно на инверсные входы схемы И 20, на выходе которой появляется единица в случае, если все разностсные сигналы нулевые, которая поступает в устройство 15 управления.

В режиме Поиск на вход цифроана11 И

35 логового преобразователя 31 поступает кодовая команда с устройства 15 управления, которая, преобразуясь в аналоговый сигнал, включает схему 40

22 запуска и отключения, которая запускает генератор .23 треугольного напряжения, управляющий аттенюатором

24, который управляет разностсной схемой 19. Как только на выходе разностсной схемы 19 появляются нулевые разностсные сигналы, единица с выхода схемы И 20 заставляет схему 22 эалуска и отключения отключить генератор 23 треугольного напряжения.

Регистратор 10 угловых положений работает следующим образом.

На этапе выставления элементов на второй вход селектора 25 приходит команда ат устройства 15 управления, 55 по которой сигналы, поступающие на первые входы селектора, пропускаются на первые входы разностсной схемы

26 и одновременно выдаются на раз0 ностсное устройства 12 угловых поло-, жений. С выхода разностсной схемы 26 разностсные сигналы поступают на регулятор 16.

На этапе контроля положения оптических элементов по команде управляющего устройства !5 селектор 25 передает на разностсную схему 26 эталонные сигнапы, поступающие на его третьи входы, и одновременно переда= ет на разнастсную схему 26 половину сигналов ат матриц S чувствительных элементов, а именно сигналы, приходящие с одной вертикальной и одной горизонтальной матрицы 5 чувствительных элементов для каждого оптического элемента 1-3. В режиме "Поиск" селектор 25 передает сигналы матриц чувствительных элементов на свое разностснае устройство !2 угловых положений.

Разнастсное устройство 12 угловых положений работает следующим образом.

На этапе выставления оптических элементов на вход разностсной схемы

28 (фиг.5) поступают сигналы от регистратора 10 угловых положений. Одно" временно половина этих. сигналов, а именно сигналы ат одной горизонталь" ной и одной вертикальной матриц S чувствительных элементов для каждого оптического элемента 1 — 3, поступает на второй вход селектора 29. С выхода разностсной схемы 28 разностсные сигналы поступают на инверсные входы схемы И 27, на выходе которой появ,ляется единица, если все разностсные ! сигналы нулевые. Эта единица поступа« ет в устройство !5 управления, которое на первый вход селектора 29 и одновременно на второй интерфейса 30 выдает команду, по которой селектор

29 со своих первых выходов передает. на первые входы интерфейса 30 сигналы, поступающие на его вторые входы, а интерфейс 30 осуществляет запись этих сигналов в запоминающее устройство 14.

На этапе контроля положения оптических элементов по команде устройства 15 управления интерфейс 30 осуществляет считывание с запоминающего устройства 14 эталонных сигналов угловых положений, поступающих на его третьи входы, и со своих вторых выходов передает эти сигналы на третьи входы селектора 29, который со своих вторых выходов выдает их в регистраI 436(190 тор IO угловых положений. 8 режиме

"Поиск" состояние схемы аналогично состоянию на этапе выставления опти. ческих элементов.

Раэностсное устройство 13 положе-ния оптической оси работает следующим образом.

На этапе выставления оптических элементов по команде устройства 15 управления приходящей одновременно йа второй вход селектора 33 {фиг.б} ц первый вход интерфейса 35, интерфейс 35 записывает в запоминающее устройство 14 сигнал текущей интенсивности который поступает на его

1 третий вход с выхода аналого-цифрово. г о преобразователя 31, и одновременно считывает записанный им ранее с третьего входа сигнал интенсивности 20 предыдущего момента времени, поступающие на его второй вход от запоми-. нающего устройства 14, передавая егс со своего первого выхода на первый вход селектора ЗЗ, который со своего второго выхода передает его на второй

Э вход цифровой разностсной схемы 34ÄÄ на первый вход которого поступает сигнал текущей интенсивности с аналого-цифрового преобразователя 31, на вход которого этот сигнал поступает с регистратора 9 положения оптической осио

С выхода цифровой разностсной схемы 34 разностсной сигнал поступает. иа цифровой компаратор Зб, " выхода которого сигнал идет в устройство 15 управления. На этапе контроля положения оптических элементов интер-, фейс 35 считывает с заломннающего уст 0 ройства 14 сигнап максимальной интен . сивности, поступающий на его второй вход, выдает его на селектор 33, который со своего второго выхода передает его на вход цифроаналогового преобразователя 32, с выхода которого этот сигнал поступает на регистратор

9 положения оптической оси.

В режиме "Поиск" по команде с устройства 15 управления селектор 33 одновременно с первого выхода передает на вход цифроаналогового преобразователя 32 эталонный сигнал максимальной интенсивности и с второго выхода на второй вход цифровой разност35 сной схемы 34 сигнал интенсивности предыдущего момента времени, считываемые из запоминающего устройства !4 интерфейсом 35 и пересылаемые им со своего первого выхода на первый вход селектора 33.

Регистратор 9 положения оптической осн работает следующим образом.

На этапе выставления оптических элементов селектор 37 (фиг.7} по команде с устройства 15 управления на . первом входе пересылает сигнал интенсивности, поступающий на его второй вход от датчика б интенсивности, а с первого выхода — B раэностсное устройство 12 угловых положений, На этапе контроля положения оптических элементов селектор 37 пересыла" ет сигнал интенсивности с второго выхода на второй вход порогового устройства 38, на первый вход которого поступает сигнал эталонной максимальной интенсивности. При равенстве сигналов на втором и первом входах порогового устройства 38 с его выхода идет сигнал в регулятор 16, В режиме "Поиск" селектор 37 одно.временно пересылает сигнал интенсивности на свой первый и второй выходы.

Работа порогового устройства 38 не изменяется.

Регулятор 18 работает следующим образом.

На этапе выставления оптических элементов по команде с устройства 15 управления, поступающий на первый вход селектора 39, последний пересылает разностсные сигналы от регистраторов угловых положений 10 и разбаланса поступающие на его третий и четвер-тый входы соответственно, с первого и второго выходов соответственно на первый н второй входы регулируемого источника 40 питания приводов, выходы которого управляют исполнительнымн механизмами 7.

Разностсные сигналы от регистраторов разбаланса !I, угловых положений 10 и положения оптической оси

9 поступают также на входы цифрового компаратора 42, который дает на выходе сигнал, поступающий в устройство 15 управления, когда все разностсные сигналы нулевые. !!ри переходе на этап контроля положения оптических элементов по командам с устройства !5 управления селек-тор 39 прекращает пересылку с первого и второго выходов разностсных сигналов g

На этале контроля положения оптических элементов сигнал разъюстиl6

1436090 ровки, пришедший на вход цифрового компаратора 42, снимает сигнал с его выхода, после чего селектор 39 но ко-, манде с устройства 15 управления пе5 реходит в режим работы, аналогичный. режиму на этапе выставления оптических элементов.

При переходе в ре*им 11поиск! ь когда все разностсные сигналы на входе цифрового компаратора нулевые, а сигнал разъюстировки от регистратора 9 положения оптической оси нулевой, с

его выхода идет соответствующий сигнал в устройство 15 управления, кото- 15 рое выдает команду селектору 39, который на свои первый и второй выходы начинает передавать сигналы от цифроаналогового преобразователя 4!, поступающие на его вторые входы, а на 20 вход цифроаналогового преобразователя 41 поступают кодовые сигналы от устройства 15 управления. Режим

"Поиск" продолжается до тех пор, пока цифровой компаратор 42 не выдает в устройство 15 управления сигнал, соответствующий всем нулевым сигналам на его входе.

Матрица 5 чувствительных элементов (фиг.2г) представляет собой кон- 30 денсатор, причем первой обкладкой его является первый проводящий слой, а второй — совокупность контактных металлических площадок третьего слоя.

При попадании сформированного коллиматором 8 луча проникающего излучения радиоизотопа 18 на матрицу 5 чувствительных элементов в области попадания проникающего изпучения обратимо нарушается второй диэлектри- 40 ческий слой и между первым проводящим слоем и соответствующими металлическими контактными площадками начинает протекать электрический ток тем больший, чем больше интенсивность прони- 45 кающего излучения, Отверстие в экране 17 позволяет выделять из расходящегося пучка проникающего излучения, прошедшего сквозь оптические элементы, узкий луч, соответствующий продольной оси симметрии, сформировавших это сквозное проникающее излучение, соответствующих каналов коллиматоров 8.

Устройство позволяет юстировать 55 не только угловые отклонения положений оптических элементов, но и поступательные отклонения, и отклонения, вызванные искривлением корпуса, относительно которого крепятся все элементы оптической схемы.

Ь о р м у л а изобретения

l.Устройство для юстировки элементов оптических схем включающее корпус, к которому крепятся все элементы оптической схемы, источник излучения и датчик углового положения, выходом связанный с устройством управления, последовательно соединенным с исполнительными механизмами, о т л и— чающее с я тем, что, с целью повышения точности, быстродействия и надежности, в систему дополнительно введены датчик интенсивности, регистратор положения оптической оси, регистратор угловых положений, регист1 ратор разбаланса, запоминающее устройство, разностсное устройство положения оптической оси, разностсное устройство угловых положений и регулятор, а датчик угловых положений совмещен с датчиком поступательных перемещений в единую матрицу чувствительных элементов, причем первый, второй и третий входы регистратора положения оптической оси связаны соответственно с первым выходом разностсного устройства положения оптической оси, с выходом датчика интенсивности и с четвертым выходом устройства управления, а его первый и второй выходы связаны соответственно с первым входом разностсного устройства положения оптической оси и с первым входои регулятора, в свою очередь, первый, второй и третий входы регистратора угловых положений связаны соответственно с выходами матриц чувствительных элемен|тов, с седьмым выходом устройства управления и с вторым выходом разност сного устройства угловых положений, а его первый и второй выходы связаны, соответственно с вторым входом регулятора и с вторым входом разностсного устройства угловых положений, регистратор разбаланса своим первым и вторым выходами связан соответственно с выходами матриц чувствительных элементов и с третьим выходом устройства управления, а первым и вторым выхо" дами связан соответственно с первым входом устройства управления и третьим входом регулятора, регулятор своими четвертым и пятым входами связан соответственно с пятым и шестым выходаl7

143б090 ми. устройства управления, а.первым и вторым выходами — соответственно с четвертым входом устройства управления и с исполнительными механизмами устройство управления своими вторым, третьим и пятым входами связано соответственно с третьим выходом запоминающего устройства, с третьим выходом разностсного устройства положениями оптической оси и с третьим выходом разностсного устройства угловых поло( жений, а первым и вторым выходаьп свя-! зано соответственно с третьим входом

1запоминающего устройства и с первым входом разностсного устройства угло вых пОложений, раэностсное устройство угловых положений связано своим третьим входом с первым выходом запоминающего устройства, а своим пер,вым выходом с первым Входом запоминаю1щего устройства, разностсное устрой ство положения оптической оси своими

,вторым и третьим выходами связано со,Ответственно с вторым выходом запоми25

;нающего устройства и с восьь1ым выхоцом устройства управления, а своим вторым выходом — с вторым входом эапонающего устройства, при этом регистратор разбаланса содержит разностснуюзо схему, схему И, цифроаналоговый преоб разователь, схему запуска и отключения генератора треугольного напряжекия, генератор треугольного напряже- . ния и аттенюатор, причем первый и второй входы разностсной схемы соединены соответственно с выходами матриц чувствительных элементов и с выходом аттенюатора, а ее выходы связаны с третьим входом регулятора и с 4О инверсным входом схемы И, выход которОЙ сВязан с перВым ВхОдОм устрОйства управления и с первым входом схемы запуска и отключения генератора треугольного напряжения, второй вход ко- 45 торой связан с выходом цифроаналого-. вого преобразователя, а выход - с входом генератора треугольного напряжения, выход которого связан с входом аттенюатора, вход цифроаналогового преобразователя связан с третьим выходом устройства управления, регистратор угловых положений содержит разностсную схему и селектор, причеи первый вход разностсной схемы связан с первым выходом селектора, а ее вы-, ход связан с вторым входом регулятора, причем первый, Второй и третий входы селектора связаны соответственно с выходами матриц чувствительных элементов, с седьмым выходом устройства управления и с вторым выходом разностсчого устройства угловых положений, а его второй выход связан с вторым входом разностсного устройства угловых положений, раэностсное устройство угловых положений содержит схему И, раэностсную схему, селектор, интерфейс, причем выход схемы И свя" зан с пятым входом устройства управе ления, а ее инверсные входы связаны с выходами раэностсной схемы, входы которой связаны с вторыми выходами регистратора угловых положений, с которым также связан второй вход селекТор !, первый и второй выходы которого. связаны с первым входом интерфейса и с вторым входом регистратора угловых положений соответственно, а первый вход связан с вторым выходом устройства управления, с которым также связан второй вход интерфейса, первый и второй выходы которого связаны с первым входом запоминающего . устройства и с третьим входом селектора соответственно, а третий вход связан с первым выходом запоминающего устройства, разностсное устройство положения оптической оси содержит аналогоцифровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь, селектор, цифровую раэностсную схему, интерфейс и цифровой компаратор, причем Вход аналого-цифрового преобразователя связан с первым выходом регистратора положения оптической оси, а выход связан с первым входом цифровой разностсной схемы и третьим входом интерфейса, первый и второй входы которого связаны соответственно с

Восьмым выходом устройства управления и с вторым Выходом заломинающего устройства, а первый н второй выходы связаны соответственно с первым входом селектора и с вторым входом запоминающего устройства, селектор своими первым и вторым выходами связан соответственно с входом цифроаналогового преобразователя и с вторым входом цифровой раэностсной схемы, а своим вторым входом связан с Восьмьи выходом устройства управления, цифровая разностсная схема своим выходом связана с входом цифрового компаратора, который своим выходом связан с третьим входом устройства управления, выход цифроаналогового

1436090 преобразователя связан с первым входом регистратора положения оптичес::ой оси, регистратор положения оптической оси содержит селектор и пороговое

5 устроиство» причем первый и второй входы селектора связаны соответственно с первым выходом разностсного устройства положения оптической оси и с выходом датчика интенсивности, а его первый и второй выходы связаны соответственно с первым входом разностсного устройства положения оптической оси и с вторым входом порогового устройства, первый вход которого связан !5 с первым выходом разностсного устройства положения оптической оси, а его выход — с первым входом регулятора, регулятор содержит селектор, регулируемый источник питания приводов, цифроаналоговый преобразователь, цифровой компаратор, причем первый, второй, третий и четвертый входы селектора связаны соответственно с пятым выходом устройства управления, с вы- 25 ходом цифроаналогового преобразователя, с первым выходом регистратора угловых положений, с вторым выходом регистратора разбаланса, а своими первым и вторым выходами он связан соот-go ветственно с первым и вторым входами регулируемого источника питания приводов, выходы которого связаны с исполнительными механизмами, входы цифрового компаратора связаны с вторым выходом регистратора положения оптической оси, с первым выходом регистратора угловых положений и с вторым выходом регистратора разбаланса, а вы.. ход связан с четвертым входом устрой40. ства управления, вход цифроаналогового преобразователя связан с шестым выходом устройства управления, а исполнительные механизмы представляют собой совмещенные блоки приводов угло-45 вых и поступательных перемещений, кроме того, вспомогательный источник

«излучения представляет собой источник проникающего излучения, выполненный в виде коллиматора, представляющего собой свинцовую оболочку, в которой выполнены три прямых сквозных взаимоперпендикулярных канала, пересекающихся в одном месте, в место пересечения каналов помещен радиоактивный изотоп, причем коллиматоры жестко закреплены на нерабочей поверхности оптических элементов, подлежащих юстировке, таким образом» чтобы продольная ось симметрии одного из трех каналов коллиматора была параллельна оптической оси соответствующего оптического элемента и одновременно совпадала бы с продольной осью такого же канала другого коллиматора, кроме того, матрицы чувствительных элементов закреплены на корпусе оптической, схемы таким образом, что их центры совпадают с точками пересечения продольных осей симметрии каналов коллиматора, находящихся в плоскости, перпендикулярной оптической оси соответствующих оптических элементов, с кор пусом оптической схемы, кроме того, датчик интенсивности закреплен на корпусе оптической схемы таким образом, что его центр совпадает с точкой пересечения продольной оси симметрии каналов коллиматоров, параллельной оптическим осям соответствующих оптических элементов.

2.устройство по п.1» о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения точности и надежности, матрица чувствительных элементов выполнена в виде многослойной толстопленочной структуры, металлический проводящий первый слой которой снабжен токоподводом, второй слой представляет собой диэлектрик, а третий слой выполнен диэлектрическим с регулярно расположенными в нем металлическими контактными площадками, причем между первым слоем и металлическими контактными площадками третьего слоя создана постоянная разность потенциалов.

3.Устройство по п.1, о т л и—

:ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, датчик интенсивнос» ти защищен экраном, представляющим собой свинцовую оболочку, покрывающую чувствительную поверхность датчика интенсивности, с отверстием, центр которого совпадает с центром датчика интенсивности, 43б090

РРЗМЯУФ4ЬЖ Ю ЯЖ УЯдУ Жй фРУфУУ/77ЯР

1

8л

Ф СФВНСЯЪ3 6 РйГЮфМЩ 0$6fC A М М ежилюЮ

COggA 59P&Y 4I8CBQiY 4YJBAOP с. @gal матрицы чфптВигйелз д ум мкюУ;

А 5МЩУУ МЖЬ 4ЮФЩ1ИЛММ

ЛВ@Ю У(МИГ ЬММГЮ7йЮ; ав еФ А У

6"Реж Л

1436090

Вийю.ем de ми юие ефстдвэемюмт

1 епемилоЮ

4л 30 роеноеяьъю сигиаюж ио реаумтар

° . Фиа4

2а, 1

Фэ, Ф

2п

Сиенаии nm реихтратара уаю8аи лаююелэй

2п

Ягмяоюже еиаиали от,УУ о регисщоопиу увю4иж положений

ФиаS (r) е

Nr равесмююе

penrperiemA од по,е- - анемий

Элемаш симам ю,Мжп@мею ф фс щоойсмАР фемЮФФ пйюйеюЮ

Составитель Л.Безпроэванный

Техред М.Ходанич Корректор I.".щекмар

Редактор И.Шулла f рад 533

ВИКИНГЕ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l)3035, Москва, Ж-35,:Раушская наб.. д„ 4/5

Заказ 5645/47

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Уъгорс r,, у:.. Проектная, 4