Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Пирометры частичного излучения 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 [ 39 ] 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

[ГН1Н|Н1>гС1Ь

Перед модулирующим диском установлен интерференционный фильтр, отсекающий коротковолновое излучение с длиной волны Я < 2,1 мкм. Сигнал с приемника излучения проходит по коаксиальному кабелю с минимальным уровнем шума на предварительный усилитель (на рнс 5.45 не показан).-Поле зрения оптической системы 70 мрад, разрешающая способность 0,1 мрад.

Модулирующий диск (рнс. 5.45, б) выполнен нз стекла, на его поверхности нанесены методом осаждения семь групп параллельных непрозрачных полос (растр); в каждой группе 25 непрозрачных полос н столько же прозрачных промежутков.

Центральная полоса каждой группы расположена радн-ально, а остальные полосы в пределах группы параллельны центральной полосе и по отношению к радиусам, проходящим через их середины, наклонены под последовательно возрастающими углами. Расстояние между центральными полосами соседних групп (по нейтральной линии)равно ширине группы. В промежутках между группами полос модулирующий диск покрыт пленкой с 50%-ным пропусканием в рабочем диапазоне длин волн.

Модулирующий диск дает возможность получить информацию о двух координатах изображения объекта в фокальной плоскости с помощью одного приемника излучения. Когда изображение находится в нейтральной точке (угол рассогласования равен нулю), оно периодически модулируется полосами, и на выходе приемника возникает сигнал, представляющий собой последовательно чередующиеся группы импульсов с постоянной амплитудой и с равными повремени участками, ii = ?2 (рис. 5.46, б). При смещении изображения вверх вдоль оси у время t, в течение которого изображение находится на модулирующем диске между группами полос, увеличивается, h < <2 (рис. 5.46, в); при смещении же изображения вниз относительно нейтральной точки это время уменьшается, > (рис. 5.46, г).

Таким образом, положение изображения объекта вдоль осн у характеризуется коэффициентом 1у = (ti - i2)/(k + 2)-

Если изображение объекта сдвинуто вдоль оси z вправо илн влево относительно нейтральной точки, коэффициент gj, остается постоянным, однако в этом Случае изменяется фаза первой гармоники огибающей импульсов относительно опорного напряжения. Последнее вырабатывается магнитным датчиком, состоящим из инваровых штифтов, радиально расположенных во втулке модулирующего диска (см. рис. 5.45, б) и обмоток, находящихся вблизи Этих штифтов. Используя в последующих элементах схемы фазовый детектор, можно получить информацию о положении изображения вдоль осн г.

Отдельные модулирующие полосы (как указывалось ранее) наклонены к радиусам, проходящим через их середины под последовательно возрастающими углами, вследствие чего каждая полоса прерывает изображение под другим в отличие от соседней полосы углом'. Поэтому, если в поле зрения

Рис. 5.46. Функциональная схема электронных цепей координатора (а) и графики формирования импульсов в цепи приемника при ф = О (б) и ф О (в, г)



попадает прямой край фона, то независимо от его ориентации только одна поло са в каждой группе сможет перекрыть этот край полностью; остальные полосы будут пересекать его по наклонным направлениям. За счет этого улучшается процесс пространственной фильтрации, так как степень подавления фона прямо пропорциональна угловому отклонению полос от соответствующих радиальных линий.

Функциональная схема электронных цепей координатора показана иа рис. 5.46, а. Сигнал с выхода приемника излучения / подается на предварительный усилитель 2, выполненный на кремниевых транзисторах. Далее сигнал поступает на двухкаскадный усилитель 3 с АРУ, обеспечивающей постоянный уровень выходного напряжения усилителя при изменении амплитуды


Рис. 5.47. Вибрационный координатор:

о - к пояснению принципа действия; б, в, г - графики формирования импульсов; д - оптическая схема координатора

входного сигнала в 10* раз. Рабочий сигнал постояннрй амп;5итуды выпрямляется и фильтруется блоком 4, который осуществляет также выделение огибающей импульсов. Затем сигнал поступает в детектор скважности 5 и в фазовый детектор 6.

Детектор скважности основан на использовании гармонических составляющих огибающей импульсов. Расчеты показывают, что сигнал, изображенный на рис. 5.46, б, не содержит гармоник четных порядков, поэтому, если подать такой сигнал в схему, выделяющую вторую гармонику, напряжение на выходе схемы будет равно нулю! Для сигналов, изображенных на рис. 5.46, в, г, вторая гармоника существует, и величина ее зависит от коэффициента iy, в этом случае напряжение на выходе схемы, выделяющей вторую ,гармо-нику, также будет пропорционально Основным элементом этой схемы является полосовой фильтр, средняя частота которого равна удвоенной частоте огибающей, а частотная характеристика - с широкой плоской вершиной.

Сигнал управления по горизонтальной оси вырабатывается обычным фазовым детектором, в котором используют опорное напряжение, генерируемое магнитным датчиком 9. Импульсы опорного напряжения, снимаемые с магнитного датчика, усиливают предварительным усилителем 8 и усилителем 7.

Основные данные координатора: точность слежения 0,1 мрад; порог чувствительности в спектральном диапазоне 2,1-2,65 мкм 10 Вт/см?; крутиз-




иа сигнала рассогласования 2 В/мрад; диапазон изменения сигнала рассогла-гования 0-18 В. Масса оптического блока 7,6 кг; электронного -22,5 кг; габаритные размеры соответственно 180 X 280 X 380 мм и 560 X 480 X 380 мм.

В последнее время для высокоточных оптических следящих систем созданы вибрационные координаторы, позволяющие измерять угловые рассогласования с точностью до десятых долей угловЬй секунды. Основной частью этих измерителей является щелевая диафрагма, совершающая гармонические колебания относительно осн визирования. Для этого диафрагму устанавливают на якоре электромеханического вибратора нли на ножке камертона. -В первом случае получаются колебания большой амплитуды, и поле зрения прибора может быть также достаточно большим. Такие приборы целесообразно применять для грубой ступени системы слежения, когда допустимые угловые погрешности превышают 10 мрад. В камертонных измерительных устройствах диафрагма колеблется с малой амплитудой (40-60 мкм).

Эти устройства применяют в точных ступенях системы слежения, когда допустимая погрешность в определении угла рассогласования составляет

сотые доли миллнрадиана.

Рис. 5.48. Модулирующий растр для широтно-импульсной модуляции (а) и графики формирования импульсов (б, в)

Принцип работы вибрационного координатора заключается в следующем [84]. Щелевая диафрагма шириной В (рис. 6.47, а) совершает в фокальной плоскости оптической системы гармонические колебания с амплитудой А относительно осн у. Диаметр d изображения объекта наблюдения в фокальной .плоскости значительно меньше ширины щели (d С В), поэтому это изображение можно считать точечным. Если изрбражение объекта находится строго на осн, то прн гармоническом движении щели она модулирует поток излучения. Огибающая импульсов тока в цепи приемника (рис. 5.47, б) в этом случае содержит только четные гармоники частоты колебаний диафрагмы. В том случае, когда изображение объекта смещено вправо относительно оси у на величину р^, закон следования импульсов асимметричен (рис. 5.47, в). Такая последовательность

импульсов содержит компоненту основной частоты, которая образует сигнал рассогласования. Аналогичное происходит прн смещении изображения объекта влево от оси у (рис. 5.47, г).

Для получения двухкоордннатного измерителя углового рассогласования применяют установку в фокальной плоскости на близком расстоянии друг от друга двух диафрагм, колеблющихся с разными частотами в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Другой способ заключается в том, что


Рис. 5.49. Схема координатора с широтно-импульсной модуляцией:

i -i объектив; 2 -> вращающийся растр; ? -. конденсор; 4 - приемник излучения; 5 - усилитель фототока; 6 - квадрантный переключа-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 [ 39 ] 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76