Устройство для хранения эталонного направления

 

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и может быть использовано для эталонирования гироскопических приборов. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения влияния ошибок фокусировки. Устройство содержит последовательно расположенные на оптической оси излучатель 1, фокусирующий элемент с щелевой диафрагмой, выполненной в виде зонной марки 6, совмещенной со щелевой диафрагмой, первый нитяной отвес 7, контрольное зеркало 10, установленное с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, и второй нитяной отвес 8, а также фотоэлектрическую следящую систему, оптически сопряженную с излучателем 1 через контрольное зеркало 10, причем зонная марка установлена с возможностью поворота вокруг оси, совмещенной с осью первого нитяного отвеса 7. 2 ил.

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для эталонирования гироскопических приборов. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения влияния ошибок фокусировки. На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 - конструктивная схема фокусирующего элемента. Устройство включает в себя расположенные на одной оси излучатель 1 (например, лазер) с плоскостью поляризации, ориентированной под углом 45^о к горизонтальной плоскости, электрооптический модулятор 2, рассеивающий оптический элемент 3 для увеличения угла расходимости излучения (напpимер, отрицательная линза), плоскопараллельную пластину 4 из двулучепреломляющего материала с главной осью кристалла, расположенной в горизонтальной плоскости, поляроид-анализатор 5 с главной осью, расположенной под углом 45^о к горизонтальной плоскости, фокусирующий элемент, выполненный в виде зонной пластины-фокона 6, фокусирующей излучение на струны 7 и 8 обратных отвесов, закрепляющих азимут. Зонная пластина 6 имеет возможность вращения вокруг оси струны 7 обратного отвеса и выполнена в виде двух половин, не касающихся краями струны обратного отвеса. Наружные зоны зонной пластины образуют щелевую диафрагму 9, ось щели которой расположена вертикально. Модулятор 2, линза 3 и пластина 4 из двулучепреломляющего материала и поляроид 5 в совокупности образуют сканирующий узел. В створе между струнами обратных отвесов 7 и 8 установлено контрольное зеркало 10, верхний край которого совпадает с оптической осью устройства. Зеркало смонтировано с возможностью вращения вокруг вертикальной оси при помощи сервопривода 11. С внешних сторон по отношению к контрольному зеркалу вблизи оптической оси устройства закреплены фотоприемники 12 и 13 с возможностью юстировочных перемещений перпендикулярно оптической оси. Один фотоприемник 12 через усилитель 14 подключен к входу синхронного детектора 15, на второй вход которого подается переменное опорное напряжение U_оп, а выход синхронного детектора подключен к сервоприводу. Фотоприемник 13 через усилитель 16 подключен к входу второго синхронного детектора 17, второй вход которого также подключен к источнику переменного опорного напряжения (на чертеже не показан). Источник опорного напряжения и выход синхронного детектора 17 соединены с входами сумматора 18, выход которого подключен к электрооптическому модулятору 2. Для ослабления неравномерности чувствительности фотоприемника по его площадке перед фотоприемниками расположены рассеиватели или конденсаторы 19. Работа устройства осуществляется следующим образом. Свет от излучателя 1, например лазера, направляют на электрооптический модулятор 2, с помощью которого луч расщепляют на обыкновенный и необыкновенный. В зависимости от напряжения, подаваемого на модулятор, на его выходе изменяется разность хода между обыкновенным и необыкновенным лучами. Диаметры пучков обыкновенного и необыкновенного лучей расширяют, пропуская пучки через рассеивающий элемент 3, напримеp линзу, и, направляя их через пластину 4 из двулучепреломляющего материала, придают им дополнительную постоянную разность хода, превышающую длину волны излучения. На выходе пластины 4 обыкновенный и необыкновенный лучи складываются, образуя пучок поляризованного излучения, зависящего от величины разности хода, задаваемой электрооптическим модулятором 2. Таким образом, в зависимости от напряжения на модуляторе поляризацию можно изменять от плоской (линейной) до круговой на выходе из пластины 4, при этом за поляроидом 5 появляется пространственная картина, подобная интерференционно, состоящая из одной или нескольких вертикальных полос, которую с помощью оптической системы 6 фокусируют на струну 8 непосредственно и на струну 7 через зеркало 10. Внешние края зонной марки служат щелевой диафрагмой, которая пропускает лишь одну полосу из всей совокупности полос. Подачей напряжения на модулятор 2 изменяют разность хода между обыкновенным и необыкновенным лучами, в результате чего образованные в плоскости струн 7 и 8 изображения полос перемещаются в горизонтальном направлении. При подаче на модулятор синусоидального напряжения полосы "покачиваются" относительно струн, которые сами, являясь диафрагмами, пропускают свет на фотоприемники при смещении центра полосы с оси струны. С помощью поворота зонной пластины вокруг оси добиваются максимального сигнала с фотоприемников, который обеспечивается при наилучшей фокусировке одновременно на струны 7 и 8 обратных отвесов. В процессе работы прибора возможно перемещение контрольного зеркала вдоль створа обратных отвесов без снижения точности ориентирования зеркала. Переменный сигнал с фотоприемника 13 усиливают усилителем 16 и с помощью синхронного детектора 17 преобразуют в постоянный ток, пропорциональный смещению центра колебаний полосы относительно оси струны 8. Постоянный сигнал смешивается с сигналом U_оп в сумматоре 18 и подается на электрооптический модулятор. Таким образом, центр колебаний полосы автоматически совмещается с осью струны 8. Ориентирование контрольного зеркала 10 перпендикулярно створу струн производят по сигналу рассогласования между изображением центра полосы и оси струны 7, возникающему на выходе фотоприемника 12 и подаваемому через усилитель 14 и синхронный детектор 15 на сервопривод 11 контрольного зеркала 10. Эталонирование гиротеодолита осуществляют с помощью его наведения на контрольное зеркало, которое автоматически располагается перпендикулярно струнам, представляющим стабильные геодезические знаки. Устройство за счет выполнения оптической системы в виде зонной пластины-фокона, состоящей из двух пластин с возможностью вращения, позволяет совместить центр струны геознака с главной точкой объектива без воздействия на струну и обеспечить расположение падающего на контрольное зеркало и отраженного от него лучей в одной вертикальной плоскости вне зависимости от расположения зеркала вдоль створа.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЭТАЛОННОГО НАПРАВЛЕНИЯ, содержащее последовательно установленные на оптической оси излучатель, фиксирующий элемент со щелевой диафрагмой, первый нитяной отвес, контрольное зеркало, установленное с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, и второй нитяной отвес, а также фотоэлектрическую следящую систему, оптически сопряженную с излучателем через контрольное зеркало, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния ошибок фокусировки, фокусирующий элемент выполнен в виде зонной марки, совмещенной со щелевой диафрагмой, и установлен с возможностью поворота вокруг его оси, совмещенной с осью первого нитяного отвеса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---