Фотоэлектрическая следящая система внезатменного коронографа

 

Союз Советсиия

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИ ВТЕЛЬСТВУ

<>855591

{61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 130779 (2!) 2798803/18-10 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Опубликовано 15088 1. Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 150881 5>«М К„з

G 02 В 23/00

Госуяарственнмй комятет

СССР по яеааи нзобретений я открыти Й (53«УДН 522.61 (088.8) !

С.A.Äðóæèíèí и П.Г.Пап еВ (72) Авторы изобретения

i!!

1 f!

Сибирский институт земного магнетизма;--xoaoc@epaa и распространения радиоволн Сибирского отделения AH СССР (73) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

ВНЕЗАТМЕННОГО КОРОНОГРАФА

Изобретение относится к фотоэлект рическим следящим системам, предназначенным для слежения за протяженным истОчником света и испо. ьзуется В частности, для гидирования внезатменного коронографа.

Известно устройство, в котором для компенсации влияния атмосферных искажений применяют регулирование положения первичного зеркала 1 ).

В этой системе углы поворота зеркала, его смещения конструктивно ограничены, следовательно, слежение имеет малый динамический диапазон °

Наиболее близкой по технической 15 сущности к изобретению является фотоэлектрическая следящая система внезатменного коронографа, содержащая гидирующую.плоскопараллельную пластину, расположенную в первом фокусе, электро- 24 приводы гидирующей пластины, искусственную Луну, фотоэлектрические датчики, эакрепленные жестко относительно искусственной Луны, измерительные схемы и электропривод коронографа (2 ).

Гидирующая пластина, посредством поворота которой достигается компе |сация ухода изображения, эффективно о работает при углах до 20 - 30 . Прак-ЗО тически этот диапазон углов ограничивают и конструктивно. В процессе гидирования из-за неточности часового ведения, деформации конструкции инструмента при разных его угловых положениях пластина достигает этих граничных углов. Тогда следящую систему отключают, устанавливают гидирующую пластину в среднее рабочее положение и по сигналам с фотодатчиков электроприводом коронографа нааодят изображения Солнца на Луну, после чего вновь включают следящую систему. Перерыв в процессе наблюдения приводит к потере качества информации.

Таким образом, недостаток данной следящей системы — малый динамический диапазон.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона регулирования (слежения).

Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрическую следящую систему внеэатменного коронографа введены два датчика положения гидирующей пластины, четыре пороговых устройства, четыре датчика положения осей вращения короиографа относительно фотоэлектрических датчиков, блок пре855591 образования координат, причем выходы каждого датчика положения гидирующей пластины соединены одновременно с входами двух пороговых устройстн, а выходы всех пороговых устройств соединены с первыми входами блока преобразования координат, вторые входы которого соединены с датчиками положения осей вращения коронографа отно. сительно фотоэлектрических датчиков, а выходы„через блок согласования соединены с электроприводом коронографа.

На чертеже приведена функциональная схема фотоэлектрической следящей системы.

Устройстно содержит плоскопарал- 15 лельную прозрачную гидирующую пластину 1,. искусственную Луну 2, фотоэлектрические датчики 3, кулачок 4 в форме спирали Архимеда, шаговые двигатели

5, редукторы б, датчики 7 положения ъО гидирующей пластины, сектор 8 Луны, основание 9 конструкции, кулачок 10, датчики 11 — 14 положения осей вращения коронографа относительно фотоэлектрических датчиков, измери- 25 тельные схемы 15, пороговые устройства 16-19, блок 20 преобразования координат, блок 21 согласования, электропринод 22 коронографа.

Гидирующая пластина 1 закреплена, на шаровой опоре, которая вместе с луной 2, фотоэлектрическими датчиками 3 и основаниями 9 конструкции жестко закреплены относительно друг друга. Объектив коронографа строит изображение Солнца на искусственной

Луне 2. Размер изображения равен размеру Луны Сектор Луны 8, выполненный радиально-подвижным, обеспечивает пропускание края изображения Солнца и находится на оптической оси 00 инстру- 40 мента. его угловой разме1..60 . Фотоэлектрические датчики 3 имеют дифференциальное включение. На основании

9 конструкции установлен кулачок 10, который вместе с датчиками 11 — 14, 4 выполненными в виде концевых выключателей, определяет взаимное положение осей вращения коронографа и фотоэлектрических датчиков 3. Угловой размер кулачк- 35 . Перед включением щ следящей системы основание 9 конструкции устанавливают относительно осей коронографа так, что один из датчиков 11 — 14 дает сигнал, соответствующий тому, н каком квадранте (1, П, !(!,1V) относительно осей вра щения коронографа расположена Луна

2. Шагоные двигатели 5 передают вращение к гидирующей пластине 1 через редукторы б и кулачки 4. Датчики 7 положения гидирующей пластины 1 ны- е0 полнены в виде потенциометров. Напряжения, снимаемые с этих потенциометров, служат входными сигналами для пороговых устройств 16-19, которые срабатывают при достижении ги- 65 дирующей пластиной 1 граничных углов поворота и включают электропринод коронографа. Ввиду того, что в процессе наблюдения необходимо обозревать участки по всему лимбу Солнца, сектор 8 искусственной Луны 2 нужно поворачивать вокруг оптической оси

ОО инструмента. Вместе с Луной 2 нращаются и все жестко закрепленные с ней узлы: гидирующая пластина 1 с приводами, фотоэлектрические датчики 3, основание 9 конструкции. Это приводит к тому, что пои оцних и тех же граничных наклонах гидирующей пластины 1 в координатах фотодатчиков

3 сигнал с выхода соответствующего порогового устройства не соответствует необходимому управлению на вклочение компенсирующего воздействия, осуществляемого посредством электропривода коронографа.

В предлагаемом устройстве для приведения в соответствие осей нращения коронографа и осей координат фотодатчиков 3 при поворотах Луны

2 вокруг оптической оси инструмента

00 применен блок 20 преобразования координат, выполненный в виде дешифратора. Следящая система работоспособна при следующих угловых положениях

Луны 2 или фотоэлектрических датчиков: (О, 90, 180, 270 3+17 . Допуск + 17 обусловлен угловым размером кулачка 10 . Блок 20 преобразования координат вырабатывает выходные сигналы при достижении гидирующей пластиной одного из своих граничных положений. Эти сигналы через блок

21 согласования управляют электроприводом коронографа.

Следящая система работает следующим образом.

Световой поток от объекта коронографа падает по направлению оси 00 (показано стрелкой), проходит через гидирующую пластину 1 и н плоскости

Луны 2 строится изображение Солнца.

При точном совпадении Луны 2 и изображения Солнца сигналон рассогласования с фотоэлектрических датчиков

3 нет, следящая система находится в покое °

Практически, из-за атмосферных искажений и неточности часового ведения коронографа иэображение уходит с Луны 2, при этом с фотодатчиков 3 поступают сигналы рассогласования на измерительные схемы 15, которые усиливают эти сигналы и формируют управление щаговыми двигателями 5. Последние поворачивают гидирующую пластину в компенсирующем уход напранлении.

Происходит гидирование только посредством пластины, если угол наклона плас тины не превышает заданный диапазон, то пороговые устройства 16 — 19 в и"ходном состоянии, следовательно, электропривод коронографа отключен.

855591

В случаях, когда гидирующая пластина 1 достигает граничных углов наклона, срабатывает соответствующее пороговое устройство 6 — 19. Сигнал с него поступает на блок 20 преобразования координат, который с учетом положения Луны 2 по сигналу с одного из датчиков 11 — 14 вырабатывает сигнал на блок 21 согласования для включения исполнительного э .ектродвигателя коронографа в нужном направлении.

Работа электродвигателя вызывает пере- мещение объектива коронографа, следовательно, и смещение иэображения. Гидирование пластиной при этом не прекращается, а коронограф так смещает изображение, что следящая система вы- 15 водит пластину из граничного угла наклона. Отключение электропривода коронографа благодаря гистерезису пороговых устройств 16 — 19 прои" ходит, когда нормаль к гидирующей пластине Щ составляет наперед заданный угол с оптической осью 00.

Таким образом, в динамике следящей системы работают два контура регулирования. Первый контур регулирования: д гидирующая пластина 1, фотоэлектрические датчики 3, измерительные схемы 15, кулачок 4, редуктор 6 и шаговые двигатели 5; второй кснтур: датчики 7 положения гидирующей пластины, датчики 11 — 14 относительного положе- ния осей вращения коронографа и фотоэлектрических датчиков 3, пороговые устройства 16 — 19, блок,20 преобразования координат, блок 21 согласования, электропривод 22 коронографа.

Первый контур управляет вторым через редуктор 6, а второй управляет первым посредством светового потока.

Таким образом, технико-экономические 4{} преимущества предлагаемого устройства заключаются в том, что введение в следящую систему второго контура регулирования позволяет на порядок расширить динамический диапазон слежения.

Формула изобретения

Фотоэлектрическая следящая систе-. ма внезатменного коронографа, содержащая гидирующую плоскопаоаллельнчю пластину,.расположенную в первом фокусе, электроприводы гидирующей пластины, искусственную Луну, фотоэлектрические датчики, закрепленные жестко относительно искусственной Луны, измерительные схемы и электропривод коронографа, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения динамического диапазона слежения, в устройство введены два датчика положения гидирующей пластины, четыре пороговые устройства, четыре датчика положения осей вращения коронографа относительно фотоэлектрических датчиков, блок преобразования координат, причем выход каждого датчика положения гидирующей пластины соединен одновременно с входами двух пороговых устройств, а выходы всех пороговых устройств соединены с первыми входами блока преобразования координат, вторые входы которого соединены с датчиками положения осей вращения коронографа относительно фотоэлектрических датчиков, а выходы через блок согласования соединены с электроприводом коронографа.

Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3791713, кл.350-88.

2. Фотрэлектрическая следящая система. внезатменного короног афа.-Исследование по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. Сб. статтей, вып.37.