Зеркальный компенсатор к дальномеру

 

Eii 41200

Класс 42с, 17

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОГТИСЙНИЕ зеркального компенсатора к дальномеру.

К авторскому свидетельству И. Я. Шабанова, заявленному

28 декабря 1933 года (спр. о перв. № 139678).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 января 1935 года.

В существующих дальномерах с постоянною базою как монокулярных, так и стереоскопических, для измерения параллактического угла применяются подвижные одно клиновые и вращающиеся одноклиновые и двуклиновые компенсаторы.

Такие компенсаторы применимы только к оптическим трубам с двумя объективами, которые располагаются в линии, базы измерительного треугольника.

Эти компенсаторы неприменимы вовсе для дальномеров с одной оптической трубой (с одним объективом), расположенной перпендикулярно к базе измерительного треугольника, т. е. напра-, вленной непосредственно на цель.

Предлагаемый зеркальный (призмен- ный) компенсатор применим как к оптическим трубам с двумя объективами, так н с одним объективом, причем в первом случае зеркальный компенсатор располагается в конце базы измерительного треугольника, а во втором случае — в на- I чале базы измерительного треугольника непосредственно перед объективом трубы.

В предлагаемом зеркальном компенсаторе к дальномеру, снабженном нанравляющим клином, последний установлен неподвижно, а зеркало — с возможностью продвижения, при одновременном его повороте помощью рычага, предназначенного скользить по наклонной плоскости клина в направлении оптической оси трубы дальномера и укрепленного на оси зеркала под углом в 45 к плоскости зеркала.

На чертеже фиг. 1 изображает схему расположения зеркального компенсатора у дальномеров, имеющих оптическую трубу с двумя объективами; фиг. 2— схему расположения зеркального компенсатора у дальномеров, имеющих оптическую трубу с одним объективом, фиг. 3 — схему построения зеркального компенсатора; фиг. 4 — схему измерительного треугольника; фиг. 5 — горизонтальный разрез дальномерного устройства; фиг. 6 — вертикальный разрез дальномерного устройства; фиг. 7 — применение зеркального компенсатора в монокулярном дальномере с двухъобъективной трубой; фиг. 8 — то же, в стереодальномере с двухъобъективной трубой; фиг. 9 — применение зеркального компенсатора в дальномере с одной оптической трубой; фиг. 10 — то же, в стереодальномере с двумя прямыми оптическими трубами.

Если на конце базы фиг. 1) поставить зеркало (призму) Р. под углом в 45" к оптической оси трубы, то луч от бесконечно удаленного предмета, отразившись от зеркала Р„пойдет о линии оптической оси трубы и отразится ат призмы ЛА под углом в 90". Луч Ь, от ближестоящего предмета, отразившись от зеркала P„, составит с оптической осью трубы некоторый иараллактический, угол а и после отражения от призмы АА, отклонится от первоначального напра-, вления на угол а и даст раздвоенное изо- бражение в окуляре.

Если мы передвинем зеркало Р., параллельно самому себе на расстояние СС», равное СС„т. е. тангенсу а, то луч А от того же предмета, отразившись от зеркала P 2, практически при малых параллактических углах составит с оптической осью трубы тот же угол а, т. е. отраженный луч C,Ì будет параллельным отраженному лучу C,D.

Если теперь зеркало P,, повернуть с точки С, на угол а/2 и поставить его в положение Р"„то луч S, от предмета повернется на угол а и снова пойдет по

I линии оптической оси трубы, отчего раздвоенное изображение будет сведено в одно целое. Всякому другому лучу (от другого предмета) будет соответствовать другой параллактический угол, а следовательно и другой тангенс, на длину которого надо будет передвинуть зеркало Р„ чтобы затем повернуть его на половину параллактического угла для сведения раздвоенных изображений. Передвижение зеркала P., на длину тангенса параллактического угла и является измерительной инстанцией предложения, а поворот зеркала Р,, на половину параллактического угла, осуществляемый каждый раз автоматически. служит лишь для определения момента прохождения зеркалом Р, длины соответствующего тангенса паражлактического угла; другими словами, поворот зеркала Р, (определяемый в окуляре трубы совмещением изображений) служит моментом для отсчета дистанции по барабану или по циферблату.

Исследование показывает, что удлинение базы от перемещения зеркала Р.-, всюду (фиг. I) на 10 сантиметров влечет изменение параллактического угла, весьма незначительно отражающееся на точности определения дистанции вследствие обратной пропорциональности величин теоретических ошибок в дистанциях и ошибок параллактических углов. Например, при дистанции 30 м и базе в 1 v, параллактический угол равен О", 11, 27",5, а при дистанции в 300 лг и базе в 1 л 10 слю он равен О, 12, 36", т. е. увеличился на 68", или 6,8 теоретической ошибки, а величина теоретической ошибки равна 0,3 я; следовательно, ошибка в отсчет< дистанции равна

0,3; 6,8 — 2,04,ы. При дальности 6000 ж и базе 1 м napaëëaêòè÷åcêèé угол равен 0 0 35", а при дистанции в 6000м и базе 1 л 10 сл параллактический угол равен О",0,48". Таким образом, параллактический угол изменился на 3", а теоретическая ошибка дистанции возросла до 207 лю. Поэтому и в первом случае ошибка дистанции выразится всего на 0,3 Х 7 =2,1 я, а во втором случае в 207Х 0,3=62 и, Во втором случае тангенс параллактического угла при дистанции на 6 кя увеличен в 700 раз (10 см: 0,015=700), Это исследование остается верным и для случая, когда зеркало Р» ставится непосредственно перед объективом дальномера с одной оптической трубой (фиг. 22). Смысл этого исследования заключается в том, что передвижение зеркала Р, можно произвольно увеличивать в несколько раз без ощутительной погрешности в определении дистанции, в тех случаях, когда тангенс параллактического угла представляет слишком малую величину, чтобы технически можно было выполнить передвижение зеркала Р, на эту величину и так или иначе передать эту величину на вращение барабана для отсчета дистанции (фиг. 5 и 6). Например, при базе в 1 м и дистанции в 6 км тангенс параллактического угла, на который надо передвинуть зеркало Р,, для учета расстояния равен 0,015 мл. Так как технически трудно выполнить передвижение зеркала Р., на такую величину и передать ее вращением барабана или циферблатов (фиг. 5 и 6), то величину 0,015 можно увеличить произвольно, например, в десять раз без ошибки в определении дистанции. Необходимо только обеспечить автоматический поворот зеркала Р на половину параллактического угла в тот момент, когда зеркало Р„пройдет соответствующий тангенс (удвоенный, утроенный или увеличенный в и раз).

Зтот поворот зеркала Р, определяемый совмещением в одно целое раздвоенных изображений в трубе, укажет, что зеркало Р, уже прошло соответствующий тангенс параллактического угла, т. е. укажет момент отсчета по циферблатам.

Для осуществления такого автоматического поворота зеркала Р служит зеркальный компенсатор {фиг. 5 и 6), схема устройства которого показана на фиг. 3.

Он состоит из зеркала (призмы) Р, (фиг. 3) с рычагом Dl. (5 на фиг. 5), укрепленным на оправе к оси 3 (фиг. 5 и 6) под углом в 45 к плоскости зеркала.

Рычаг 5 прижимается пружиной 6, укрепленной в оправе компенсатора к клину АВС (фиг. 3), который состоит из пластинки 8 (фиг. 5 и 6), имеющей уже соответствующий скос по одной стороне и передвигаемой в пазах 7 оправы компенсатора винтом 9 и лежащей выше пластинки 13, через которую проходит ось 3 зеркала 4, так что зеркало 4 и рычаг 5 находятся в пазах оправы компенсатора вперед и назад по линии оптической оси трубы, вращением бесконечного винта 14, проходящего через муфту 13а, сидящую на пластинке 13. Вращение винта 14, осуществляемое валиком 5 (фиг. 7 и 8) или кремальерой 6 (фиг. 9 и ) 0), передается на циферблаты 16 и 17(фиг. 6) при помощи червячных или зубчатых передач. На циферблатах 16 и 17, по формуле

ЗбО ° Б ° т (где D, — наименьшая дистанция для данного аппарата, m — число оборотов винта 14, равное по ходу тангенсу параллактического угла Di u D — любая дистанция до цели), наносятся деления, соответствующие тангенсам параллактических углов различных дистанций.

Ifëÿ того, чтобы зеркало Р„пройдя длину тангенса параллактического угла определяемой дистанции, повернулось на половину параллактического угла, необходимо соблюсти закон соответствия длины рычага Dl. к углу клина АВС (фиг. 3). Этот закон заключается в том, что угол клина должен равняться половине наибольшего параллактического угла для данного аппарат», r. е. угла, соответствующего наименьшему расстоянию. определяемому данным аппаратом, а длина рычага (фиг. 3) должна быть равна тангенсу наибольшего параллактического угла, соответствующему наименьшему расстоянию, при основании, равном базе дальномера. Строго говоря, конец рычага DL, при движении вперед зеркала Р>, должен был бы описывать некоторую кривую линию, но яри малых параллактических углах ее можно считать за прямую, без заметной для точности дальномера ошибки.

По причинам деформации трубы от температуры и других условий компенсатор первого рода (фиг. 1), помещаемый на конце базы, применим для дальномеров с малой базой (фяг. 7 и 8), а компенсатор второго рода, т. е. поме щаемый в начале базы н непосредственно перед объективом трубы (фиг. 2), применим для дальномеров с длинной базой, так как длина оптической трубы, с компенсатором впереди, по своей незначительности не даст большой ошибки по дальности, а ошибка вследствие длинной базы уничтожается установкой пентапризм на концах базы.

Формула для нанесения шкалы ди станций на циферблатах 16 и 17 (фиг. 6) выводится следующим образом. Пусть луч SAB (фиг. 4) падает от предмета, дистанция до которого будет наимень, шей для данного дальномера, т. е. более близкие дистанции дальномер фиксиро вать ие будет. Тогда угол а будет наибольшим параллактическим углом для аппарата, а С — наибольшим тангенсом, длину которого должно пройти зеркало

Р, (фиг. 3), чтобы определить дистанцию до S, Следовательно рычаг DL (фиг. 3), должен быть равен СВ, т. е. тангенсу ! наибольшего параллактического угла для данного аппарата, чтобы зеркало P npu своем движении могло пройти всю длину тангенса а. Поэтому, длина рычага Dl не может быть произвольной, но она может быть увеличена в и раз, как показано было выше, без заметной ошибки в определении дистанции. Из треугольников SAC и ВАС; которые подобны, имеем СВ: АС = AC: CS, причем CS равно наименьшей дистанции D, взятой произвольно, Отсюда имеем CR = (AC!) -

1) Луч от какой-нибудь другой точки S даст тангенс СЕ, который будет равен

СЕ= . Отсюда зеркало Р, для учета (АС)

D дистанции до S должно пройти часть СВ (тангенс а), равную

СЕ (АС) - (АС) - Е)

CB D П, D

Если ход винта 14 (фиг. 6) равен СВ (фиг. 4), то одного поворота циферблата 16 достаточно для прохождения зеркалом P длины CB. Тогда для прохождения СЕ циферблат 16 достаточно повернуть на часть оборота, равную

360 - В

Если же ход винта 14 будет равен

CB — т. е. для прохождения СВ необхоШ димо сделатып оборотов циферблата 16, 360.D m тогда формула (1) примет вид—

Если отношение шестерен цифербла1 тов 1б и 17 будет —, то циферблат 16

m будет фиксировать дистанции одного оборота винта 14, а циферблат 17 будет учитывать дистанции остальных т — 1 оборотов винта 14, Например, при m= 1 и О, = 100 к для дистанции в 6 кя

360 100 имеем х = — — „0 — —— 6 . Для 4 кило6000 метров х=9, для 2 километров х=18, для 1 километра х= — 36" й.для 100 лю х — — 360". При D =- 100 л и m === 20

360 100 20 для дистанции в 6 к.ы x =- -- —.— — — — — =

= 120 . Для 4 км х = 180 и для 2 клг х=360, т. е. полному обороту циферблата 16 (фиг. 6). Следовательно при

20 оборотах винта 14 один оборот циферблата 16 фиксирует расстояния от

6 до 2 км, а остальные 1900 м — от 2 кд до 100 я фиксирует циферблат 17.

Клин 8 {фиг. 5) может быть сделан из вращающейся на шарнире пластинки 1Î с укрепленным на ней плоским стеклом 11 и регулируемой винтом 12.

Поэтому техническое изготовление его не представляет затруднений. Шкала ди-, танций наносится на основе математист че, ской формулы, а не подоором деле-, нииНаконец, вследствие возможности рименения предлагаемого комненсатора к одной прямой оптической трубе с одним объективом возможно построение дальномеров с одной оптической трубой с раздвоенными изображениями (фиг.9) и дальномеров с двумя оптическими трубами (фиг. 10) по принципу бинокля, которые выигрывают в поле зрения и яркости изображения вследствие использования прямых не изломанных и поэтому более коротких труб.

Кроме того, монокулярный дальномер с одною оптическою трубою (фиг. 9) дает нижнее изображение непосред-! ственно трубе и только верхнее — путем отражения от базы; поэтому ошибка по дальности в этом дальномере умень. шится вдвое, выражаясь одной ошибкой ком пенсатора.

В стереоскопическом дальномере, (фиг. 10) с прямыми трубами исчезают

, ошибки по дальности за поворот изображений в окулярных призмах — за отсутствием таковых. Эти ошибки изме няются или сливаются с ошибкой ком пенсатора.

Наводка дальномеров с одной оптической трубой (фиг. 9) и стереодально, меров с прямыми трубами (фиг. 10) на цель проще и точнее, чем в существующих дальномерах.

Применение предлагаемого призменного компенсатора к существующим дальномерам показано на. фиг. 7 и 8.

В обоих случаях двуклиновый вращающийся компенсатор, помещаемый непо средственно перед объективом внутренней трубы, заменен призменным компен сатором 1 и 2, помещенным на конце базы вместо пентапризмы и приводимым

l в движение валиком 3.

Выверка по высоте производится наклоном внутренней трубы валиком 5п, а выверка по дальности делается или подвижным одноклиновым компенсатором 4 (при помощи валика 5 ) или, за отсутствием такового, увеличением или уменьшением угла САВ (фиг. 3) клина призменного компенсатора при помощи винта 12 (фиг. 5).

В дальномере с одной оптической трубой (фиг. 9) призма ?" компенсатора закрывает только верхнюю половину объектива и передает изображение от пентапризмы 3" на конце базы, а нижнее изображение получается через окно в фи;Л (Зиг

С4 I

S ц р г»

Рр

Г

Pg

Рг фиг5

3 У фиг 9 иг

f3 "

3б

/3 4 ИГ г-

-/4 /P оправе компенсатора прямой наводкои трубы. Ошибка по высоте исправляется поворотом трубы вокруг оптической оси, а ошибка по дальности — или подвиж- ным клином 5" (фиг. 9) или поворотом клина 2" компенсатора при помощи винта 12 (фиг. 5). Поворот винта 4" для движения зеркала ком пенсатора производится рычагом или кремальерой 6 (фиг. 9).

Стереодальномер с двумя прямыми трубами (фиг. 10) состоит из оправы 11, в которой укрепляются прямоугольная призма или пентапризма 3" и призмен-, ный компенсатор 1" и 2" с циферблатами 1б и 17 (фиг. 6) и передаточным механизмом, а внутри оправы 11 помещаются две прямых оптических трубы 7, укрепленные подвижно на принципе би-! нокля, с вращающимися клиньями 8 и 9 для выверки по высоте и дальности.

В окулярах оптических труб имеются метки для совмещения их с изображением по глубине.

Предмет изобретения.

Зеркальный ком пенсатор к дальномеру, снабженный направляющим клином, отличающийся тем, что направляющий клин 8 (фиг. 5) установлен неподвижно, а зеркало (призма) 4- — с возможностью продвижения при одновременном его повороте, с помощью рычага 5, предназначенного скользить по наклонной плоскости клина в направлении оптической осп трубы дальномера и укрепленного на оси 3 зеркала 4 под углом в 45 к плоскости зеркала, причем длина рычага 5 пропорциональна тангенсу наибольшего параллактического угла, а уклон клина 8 равен половине этого угла.