Компаратор-микрофотометр

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ/4 асударстаеннын квинтеСовета Мнннотрав СССРао делам нэооретеннйи аткрытнй) Дата опубликования описания 11,04.78 72) Авторы изобретен В алев и Э, Я, Кононов) Заявите нститут спектроскопии АН СС 54) КОМПАРАТОР-МИКРОФОТОМЕ пряжения горизон ографа, щели иальнои развертки осцилФЭУ, выход которого соединен. льного отклонения оссо входом вертика циллографа. Измер из узкой зеркальн зуального наблюде ФЭУ, и,аналого;ц постоянного напра для цифровой оденТочность навед-микрофотометр ы,етрии и астрономииобъема информации,отопластинке.(фото 10 астинке в такомтре ограничивает рациями, создаваемыми приводом вращения исамой вращающейся стеклянной пластинкой присканировании оптического изображения,оме того, использоваш е дополнительузкои зеркальых оптических злементо ого наблюв измернои полоски на ане визуа елц и ФЭ дення, отдельных шле почернения приводит к усл тической схемы компаратораи необходимости дополнительЦелью настояшено изобре 25 повыщение точности наведеш ожненимикрофо оном етра ньтх юстиро тенин является я на линию на Изобретение относится к устройствам прикладной оптики и может быть использовано в спектрометрии и астрономии для измерений положений линий на фотопластинке (фотопленке), выбранных оператором, цифровой оценки их почернений и регистрации результатов измерений на перфоленте, цифропечати или мини-ЭВМ,Известны компараторьиспользуемые в спектромдля обработки больщогозарегистрированной на фпленке) 1)Наиболее близким .по технической сушности к предлагаемому устройству является компаратор-микрофотометр 2, Он содержит осветтель, каретку, цифровой измеритель перемещений, микроскоп, светоделцтель, экран визуального наблюдения, осциллограф, устройство наведения на линию на фотопластинке, измеритель почерненця и регистратор цифровой информации, Устройство наведения на линию на фотопластинке состоит цз врашаюшейся стеклянной пластинки и сканирования изображения, формирователя натель почернения состоит й полоски на экране в ния, отдельных щели и фрового преобразовате жения, предназначенноги почернения,ения на линию на фотокомпараторе-микрофот ся механическими ви3фотопластинке в компараторе-микрофотометре,Другой целью изобретения является упрощение оптической схем ы компараторвмикрофотометра,5Для достижении первойцели в известный ком,паратор микрофотометр, содержащий осветитель,каретку цифровой измеритель перемещений, ми-кроскоп, светоделитель,экранвизуального не .бдюдеиия щель, осциллограф, измеритель почерпении и регистратор цифровой информации, введены щелевой диссектор с электростатическимифокусировкой и отклонением, установленный за щелью и блок разверток и синхронизвции, причем один выход блока рвзверток, и.синхронизации подключен к отклоняющимпластинам щелевого диссектора, второй сое-динен со входом системы горизонтальногоотклонения осциллографа, а выход шелевогодиссектора. соединен со входом системывертикального отклонения осциллографа,Введение в компаратор-.микрофотометр фотоэлектронного устройства наведения нв линиюна фотопластинке свободного в принципесвоем от механических вибраций, приводитк поведению точности и наведения на линиюна фотопластинке,Вторая дель достигается тем, что в предлагаемом ,компараторе-микрофотометре из-меритель почернения выполнен на базе аналсзогового ключа, подключенного к выходу щелевого диссекторв и импульсного цифровоговольтметра, подключенного. к выходу аналогового ключа, причем управляющий входаналогового ключа соединен с выходом син- З 5хронизации блока раверток и синхронизации,а выход импульсного цифрового вольтметраподключен к регистратору цифровой информации, Исключение дополнительных оптическихэлементов (узкой зеркальной полоски на 40экране визуального наблюдения, отдельныхщели и ФЭУ), требующих юстировки и использование электронных устройств для измерения почернеиия приводит к упрощению оптической схемы компараторв-микрофотометра, 45На фиг, 1 показана блок-схема предлага-,емого компаратора-микрофотометрв; нафиг, 2 - временные диаграммы, поясняющиеего работу,Компврвтор-микрофотометр (фиг, 1) содержит осветитель 1 каретку 2 с помещенной на ней фотопластинкой 3 .и цифровой измеритель 4 перемещений каретки 2, Микроскоп5 и светоделитель 6 предназначены длясоздания двух оптических изображений: одно 5го в пл оскости экрана 7 визуального наблюдения, а второго на поверхности фотоквтода щелевого диссектора 8 с электростатическими фокусировкой и отклонением (двлее60для сокращения текста - щелевой диссектор 48), помещенного за щелью 9 и преднвзначенного для сканирования оптического изображу ния фотопластинки 2 и преобразования распреде. ленни освещенности на поверхности фотоквтодв в электрический сигнал Выход щелевого диссектора 8 соединен со входом вертикального отклонения осциллографа 10, а его отклоняющие пластины подключены к,.выходу развертки диссектора блока 11 рвзверток и синхронизации, предназначенного для создания периодически изменяющихся и синхронизоввнных напряжений развертки щельвого диссекторв 8 и горизонтальной развертки осциллографа 10 и синхроимпульсов, соответствующих центру сканируемого участ .ка, Вход горизонтального отклонения оспиллографа 10 соединен с выходом раэверч- ки осциллографа 1 блока 11 разверток и синхронизации, Аналоговый ключ 1 2, подклн- ченный к выходу щелевого диссектора 8 и импульсный цифровой вольтметр 13, подключенный к выходу аналогового ключа 12, предназначены для цифрового измерения почернения фотопластинки 3, Управляющий вход аналогового ключа 12 соединен с вы 1ходом синхронизации блока 11 рвзверток и синхронизации, Выходы кодов цифрового измерителя 4 перемещений и импульсного цифрового вольтметра 13 подключены к регистратору 14 цифровой информации,Компарвтор-микрофотометр работает следующим образом, Осветитель 1 освещает выбранный оператором участок.фотопластинки 3, помещенной нв каретке 2, С помощью микроскопа 5 и светоделителя 6 образуются двв оптических изобрвжения, одно, для удобства оператора в плоскости экрана визуального наблюдения 7, другое нв поверхности фотоквтода шелевого диссекторв 8. Щель 9, помещенная перед фотоквтодом щелевого диссекторв 8, вырезает из оптического изображения выбранного оператором участка фотопластинки 3, интересующий участок изображения возле линии,Наведение па линию в предлагаемом компараторе-микрофотометре основано нв том, что зв каждый период развертки щелевого диссекторв 8, оптическое изображение линии сканируется шелевым диссектором 8 дважды в двух направлениях - прямом и об ратном, в горизонтальная развертка осциллографа 10, синхронизованная с разверткой шелевого диссекторв 8, происходит дважды, но в одном квпрввлении, Для этого необходимо чтобы период горизонтальной развертки осциллографа 10 был в два раза меньше периода развертки шелевого диссектора 8, В качестве таких напряжений могут быть взяты, например, синусоидвльное601579 установленный за щелью- и блок разверток и синхронизации, причем один выход блока разверток и ,синхронизации подключен ук отклоняющим пластинам шелевого диссектора, л- второй соединен со входом системы горизонтального отклонения осциллографа, выход шелевого диссектора соединен со входом системы вертикального отклонения осцил- ,лографа, а измеритель почернения выполнен 5напряжение 04 (фиг, 2) развертки щелевого диссектора 8 и полученное синхрононым детектириванием со сдвигом фаэ 90напряжение О 2 горизонтальной ",разверткиосциллографа 10.5Для, сканиронания оптического изображвния напряжение 04 подается с выходаразвертки диссектора блока 11 развертоки синхронизации на отклоняющие пластиныщелевого диссектора 8, Напряжение О 10периодически изменяющееся во времени всоответствии с распределением освещенностипо поверхности фотокатода, с выхода шелеъого диссектора 8 подается на вход .вертикального отклонения осциллографа 10. Напряжение О 2 снимаемре с вйхода развертки осциллографа блока 11 развертоки синхронизации осуществляет горизонтальную развертку осциллографа 10, Если изображение линии находится не в центре сканируемого участка, то на экране осциллогра-фа 10 будут видны два контура этой линии,являющиеся зеркальными иэображениямидруг друга относительно центра сканируемогоучастка, Перемещением каретки 2 с фотопластинкой 3 оператор может вывести оптическое изображение линии точно в центрсканируемого шелевым диссектором 8 участка оптического иэображения. Тогда дваконтура выбранной оператором линии сольются на экране осциллографа 10,что соответствуетточному .наведению на.линиюна фотопластинке,Для измерения почериеиия фотопластинки3, напряжение цс выхода шелевогодиссекторв 8 поступает на сигнальный входаналогового ключа,12, пропускающего напряжение на выход только в моментывремени, соответствующие центру сканируемоЮ аого щелевым диссектором. 8 участка оптического изображения и задаваемые синхроимпульсами 04, поступающими с выходасинхронизации блока 11 раэверток и синхронизации на управляющий вход аналогового45ключа 12, Длительность синхроимпульсов04 выбирается малой по.сравнению с длительностью электрического сигнала линии,С выхода аналогового ключа 12 на входимпульсного цифрового вольтметра 13 поступают импульсы напряжения Оамплитуда которых соответствует освещенности фо-.токатода щелевого диссектора 8 в центресканируемого участка,Перемещением каретки 2 оператор осуществляет наведение на выбранную линиюпо сравнению контуров линии на экране осцилографа 10, Это перемещение измеряетсяцифровым измерителем 4 перемещений,По команде оператора импульсный цифровой вольтметр 13 измеряет амплитуду им 6пульсов 05, .поступающих на его вход, а регистратор 14 цифровой информации регистрирует цифровые коды с выходов кодов цифрового измерителя 4 перемещений и импульсного цифрового вольтметра 13, В качестве регистратора цифровой йнформации могут быть использованы перфоратор, цифропечатаюшее устройство, мини-ЭВМ, Следует отметить, что перемещая каретку можно измерять контур линии по точкам,На временных диаграммах (фиг, 2) для наглядности показана линия А в момент точного наведения на нее В - ширина щели 9, Из диаграмм видно, что за один период синусоидального напряжения . 04 развертки шелевого диссектора 8 линия Л сканируется щелевым диссектором 8 дважды- в прямом и обратном направлениях, а горизонтальная развертка осциллографа происходит дважды, но в одном направлении (напряжение), В положении точного наведения на линию из напряжения Оз с помощью синхроимпульса 04 будет вырезан центр линии-напряжение О (фиг,2)В предлагаем ом компараторе-микрофотометре точность наведения на линию расположена в пределе 0,2 мкм дпя линий шириной 10 мкм и ограничивается лишь шумами электрического сигнала на выходе щелево го диссектора, Точность измерения почерке" ния этих линий около 10%, Время, затрачиваемое на компарирование и фотометрирование фотопластинок с регистрацией цифровой информации, при обработке нескольких сотен линий уменьшается в 5-10 раз по сравнению с обычными измерениями вручную на компаоаторах и микрофотометрах. формула изобретения Компаратор-микрофотом етр, содержащий осветитель, каретку, цифровой измеритель перемещений микроскоп, светоделитель, экран визуального наблюдения, щель, осциллограф, измеритель почернения; регистра- тор цифровой информации, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью , повышения точности наведения на линию фотопластинки, в него введены шелевой диссектор с электростатическими фокусировкой и отклонением,на базе аналогового ключа, подключенногок выходу щелевого диссектора, и импульсного цифрового вольтметра, подключенногок выходу аналогового ключа, причем управляющий вход аналогового ключа соединенс выходом синхронизации блока развертоки синхронизации, а выход импульсного цифрового вольтметра подключен к регистраторуцифровой информации,Источники информации, принятые во внимание пои экспертизе; фи1, Компараторы - микрофотометры серии 5 400 и 800, Проспекты фирмы "гап 1 3 дь 1 ощеоа", Вел% В , Сей оград.2, ф Компаратор - микрофотометр, А Р Р ,5 с, Вел.,5 есСоп В, 1 9 6 Ф, чо 6. Н, Р.293-309., Авдейчик Техред,З, фанта Корректор С, Гарасиняк Редак каз 2146/52 сное ЦИИПИ Г тров ССС лиал ППП Патент", г, Ужгород, ул, Проектн Тираж 831осударственного компо делам изобретен035, Москва, ЖПодпиитета Совета Микисий и открылий