Дискретный измеритель смещения светового пятна от оси визирования

09) 01) СОЮЗ СОВЕТСНИХРЕСПУБЛИК 01 В 11/ООГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССР1 331346, кл. С 01 8 1/,18, 1972.2. Авторское свидетельство СССРУ 737781, кл. С О 1 В 11/00, 1976(прототип),(54)(57) ДИСКРЕТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СМЕЩЕНИЯ СВЕТОВОГО ПЯТНА ОТ ОСИ ВИЗИРОВАНИЯ, содержащий фотоприемник сквадратной светочувствительной поверхностью, два реверсивных счетчика,.соединенные с их входами соответственно две логические схемы синхрониза"ции, генератор импульсов, блок логи, ки, входами подключенный соответст"венно к фотоприемнику и генератору импульсов; выходом - к первой логической схеме синхронизации, электронный коммутатор, подключенный к соответствующим входам блока логики,блок оптически связанных каскадовотклонения светового луча, каждый изкоторых выполнен из кристалла сдвойным лучепреломлением и электрооптического переключателя, блок питания, подключенный через электронныйкоммутатор к блоку оптически связанных каскадов отклонения световоголуча, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения помехозащищенности, он снабжен блоком коррекции, подключенным соответствующимивходами к фотоприемнику и генераторуимпульсов, а выходами - к соответствующим входам блока логики, второйлогической схемы синхронизации иобнуляющему входу первого реверсивного счетчика.ции н обнуляюшему входу первого реверсивного счетчика.На фиг.1 представлена функциональная схема измерителя; на фиг,2 - пример размещения фотоприемника; на фиг.З - пример выполнения блока логики; на фиг.4 - пример выполнения блока коррекции,Измеритель содержит (фиг. 1) блок 1 оптически связанных каскадов отклонения светового луча, включающий набор кристаллов 2-5 с двойным лучепреломлением и электрооптические переключатели 6"9. Толщина каждой парыкристаллов 2-5 с двойным лучепреломлением в два раза меньше толщины последующей пары. Все первичные кристал 45 " лы в каждой паре кристаллов 2-5 с двойным лучепреломлением имеют направление отклонения светового луча,совпадающего с осью У, а вторые -с осью Х. Все электрооптические переключатели, работающие на основепродольного электрооптического эффекта Покельса, связаны через электронный коммутатор 10 с источником11 питания. Электронный коммутатор10 состоит из ключей 12-15, которыесвоими входами подключены к блоку16 логики. Входы блока 16 логикисоединены с фотоприемником 17, блоком. 11122Изобретение относится к измерительной технике.и может быть использовано в цифровых фотоэлектрическихследящих системах, а также в сканирующих системах, в координаторахцели и других аналогичных устройствах.Известей дискретный измерительсмещения светового пятна от оси визирования, содержащий фотоприемник сквадратной светочувствительной поверхностью, электронный коммутатор,реверсивные счетчики и логическиесхемы синхронизацииНедостатком устройства являетсятот факт, что оно определяет координаты пятна в пределах радиуса светового пятна, При этом характеристика измерителя смещения нелинейна,что обусловлено неравномерностью засветки квадрантов и неидентичностьюканалов,Наиболее близким техническим решением к изобретению является дискретный измеритель смещения световогопятна от оси визирования, содержащийфотоприемник с квадратной светочувствительной поверхностью, два реверсивных счетчика, соединенные с их входами соответственно две логические схе,мы синхронизации, генератор импульсов,блок логики, входами подключенныйсоответственно к фотоприемнику и генератору импульсов, а выходом - кпервой логической схеме синхронизации,м 35электронный коммутатор, подключенныик соответствующим входам блока логики блок оптически связанных каскаФдов отклонения светового луча, каждыйиз которых выполнен из кристалла с40двойным лучепреломлением и электрооптического переключателя, блок пита",ния, подключенный через электронныикоммутатор и блоку оптически связанных каскадов отклонения .световоголуча 2 .Недостатком устройства являетсянизкая помехозащищенность, обусловленная наличием в измерителе фотоприемника, обладающего большой плосщадью светочувствительной поверхности. Использование такого фотоприемника приводит к тому, что при измерениикоординат источника излучения с знач ительными фоновыми помехами имеютбои 55место ложные измерения и даже сбоив работе устройства.11 елью изобретения является повыншение помехозащищенности устроиства. Поставленная цель достигается тем, что дискретный измеритель смещения светового пятна от оси визирования, содержащий фотоприемник с квадратной светочувствительной поверхностью, два реверсивных счетчика, соединенные с их входами соответственно две логические схемы синхронизации, генератор импульсов, блок логики, входами подключенный соответственно к фотоприемнику и генератору импульсов, выходом - к первой логической схеме синхронизации, электронный коммутатор, подключенный к соответствующим входам блока логики, блок оптически связан" ных каскадов отклонения светового луча, кажды" из которых выполнен из кристалла с двойным лучепреломлением и электрооптического переключателя, блок питания, подключенный через электронный коммутатор к блоку оптически связанных каскадов отклонения светового луча, снабжен блоком коррекции, подключенным соответствующими входами к фотоприемнику и генератору импульсов, а выходами " к соответствующим входам блока логики, второй логической схемы синхрониза40 45Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии в реверсивных счетчиках 21 и 23 (фиг. 1) введен цифровой эквивалент, равный четырем ймпульсам,причем к входам реверсивных счетчиков 21 и 23 подключены шины вычитания логических схем 20 и 22 . синхронизации. Триггер 56 (фиг.4) блока 18 коррекции и несимметричный триггер 52 (фиг.З) блока 16 логики находятся в "единичном" состоянии, а остальные триггеры блокр 16 и 18- в "нулевом" состоянии. 18 коррекции и генератором 19 импульсов, а выход - с входом логической схемы 20 синхронизации реверсивного счетчика 21. Выход блока 18 коррекции подключен к логической 5 схеме 22 синхронизации реверсивного счетчика 23 и к обкуляющему входу реверсивного счетчика 21, Блок 18 коррекции соединен с фотоприемником 17 и генератором 19 импульсов. Пример 1 О выполнения блока 16 логики представлен для случая, когда число каскадов равно шести.Блок 16 логики (фиг.З) состоит из триггеров 24-30, элементов И 30-37,15 элементов НЕ 38 и 39, дифференцирующих цепочек 40-46, элементов ИЛИ 47- 51 и несимметричного триггера 52. "Единичные" выходы триггеров 2-26,.28-30 подключены через ключи К-К 20 Кф-КМ к электрооптическим переключа 1хтелям П -П П -П 1 за которыми рас 3 лф 3 лфположены кристаллы с двойным луче- преломлением, отклоняющие световой луч в направлениях Х и У соответст венно.Блок 18 коррекции (фиг.4) состоит из триггеров 53-58, элементов И 59 и 60, элемента НЕ 61 и дифференцирующих цепочек 62-67, Выход дифферен цирующей цепочки 64 соединен с обнуляющим входом счетчика 21 и логическим блоком 22 синхронизации реверсивного счетчика 23. "Единичный" выход триггера 56 подключен к элементам И 32 и 36 блока 16 логики (фиг.З). "Единичный" выход триггера 57 связан с элементами И 33 и 35 и элементом НЕ 39 блока 16 логики. Выход дифференцирующей цепочки 67 соединен.с элементами И 35 и 37 блока 16 логики, а вход дифференцирующей цепочки 45 - с "единичным" выходом триггера 58 блока 18 коррекции.,Пусть световое пятно находится в точке А с координатами Х и У (фиг.2), С фотоприемника 17 сигкал отсутствует. С приходом первого импульса .от генератора 19 (фиг.З) элементы И 31 и 32 открываютсяТриггер 24 переходит в "единичное" состояние. Ключ К срабатывает, и к3 э х электрооптическому переключателю П прикладывается напряжение источника 11 питания. На выходе электроопти-.кческого переключателя П образуется3о луч, поляризованный под углом 90 относительно направления поляризации первоначального луча. В результате этого луч света, пройдя через кристалл с двойным лучепреломлекием как необыкновенный луч, смещается в сторону, противоположную направлению оси Х (фиг.2), на величину шага дискретизации, равную к , Шаг дискретизации определяется из выражения 4 = е, где д - толщина кристалла С ДВОЙНЫМ ПРЕЛОМЛЕНИЕМ, 1" - УГОЛ между обыкновенным и необыкновенным лучами. Из реверсивного счетчика 21 проходит вычитание одной единицы. Переход триггера 24 в "единичное" состояние приводит к появлению сигнала на выходе дифферекцирующей цепоч ки 40. Этот сигнал не проходит элемент И 33, который закрыт блоком 18 коррекции. Триггер 53 блока 18 коррекции переходит в "единичное" состояние, С приходом второго импульса от генератора 19 триггер 24 переходит в "нулевое" состояние, На выходе дифференцирующей цепочки 41 появляется импульс, который проходит элемент И 34 и поступает на элементы ИЛИ 47 и 48. Сигналы с выходов элементов ИЛИ 47 и 48 переводят триггеры 25 и 26 в "единичное" состояние, Ключи К и К срабатывают и к электроь9оптическим переключателям П и П при кладывается напряжение источника 11 питания. На выходе электрооптического переключателя П образуется луч, поляризованный под углом 90 относительно поляризации первоначального луча. В результате этого луч света, пройдя через кристалл с двойным лучепреломлением как необыкновенный луч, отклоняется от первоначального положения на величину 2 д в сторону, противоположную направлению оси Х. На выходе электрооптического переключателя Пз формируется луч первоначальной поляризации, Поэтому он проходит кристалл7 Фсмещается на величину, равную 44. Из реверсивного счетчика 21 вычитается единица.1Аналогичный процесс продолжается до момента прихода восьмого импульса из генератора 19. К этому времени в блоке 18 коррекции (фиг.4) триггеры 53-55 находятся в "единичном" состоя" нии. Элемент И 60 открывается. Триггер 56 переходит в "нулевое" состояние, Элементы И 32 и 36 блока 16 ло" гики (фиг.З) закрываются. Сигнал с выхода дифференцирующей цепочки 65 (фиг.4) переводит триггер 57 в "единичное" состояние. Восьмой импульс генератора 19 переводит триггеры 53- 55 в "нулеве" состояние, Импульс с выхода дифференцирующей цепочки 64 переводит триггер 56 в "единичное" состояние, а импульс с выхода дифференцирующей цепочки 67 поступает в блок 16 логики на входы элементов И 35 и 37 (фиг.З). Этот импульс проходит элементы ИЛИ 48, 50 и 51 и переводит триггеры 26, 28 и 29 в 1нулевое состояние. Ключи К, К,Ф 1 ф Ч К отключаются, что приводит к раз- ,Хрыву цепей питания электрооптических переключателей П П , ПВ результат Чфте этого луч света, пройдя кристалл, следующий за электроодтическим перег ключателем П 1, как необыкновенныи, а кристалл, следующий на электрооптическом переключателем ПЗФ как обыкновенный, смещается в направлении, противоположном оси Х, на величину шага дискретизации. Кроме того, по импульсу с выхода дифференцирующей цепочки 64 происходит вычитание единицы из реверсивного счетчика 23, сброс информации иэ реверсивного счетчика 21 и ввод в этот счетчик дополнения, равного четырем.С.приходом девятого импульса генератора 19 триггер 24 переходит вх"нулевое" состояние. Ключ К отключается, Это приводит к тому, что луч света смещается на величину шага дискретизации по направлениям, противоположным осям, Х и У. Десятый импульс генератора 19 переводит, триггер 24 в "единичное" состояние. Переход триггера 24 из "нулевого" состояния в "единичное" вызывает на выходе дифференцирующей цепочки 40 импульс, который открывает элемент И 33, проходит э 4 емент ИЛИ 47, переводит триггер 25 в "нулевое" состояние, про 111222с двойным лучепреломлением как обыкновенный луч. Переход триггера 26 изИ 1"нулевого" состояния в единичное .вызывается появлением импульса навыходе дифференцирующей цепочки 42. 5Этот импульс,проходит элемент ИЛИ 49иоткрывает элемент И 36. Сигнал свыхода элемента И 36 переводит триг"гер 27 в "единичное" состояние,Из реверсивного счетчика 21 вычи Отается единица. Триггер 53 блока 18коррекции (фиг.4) переходит в "нулевое" состояние. На выходе дифференцирующей цепочки 62 появляется импульс, который переводит триггер 54 15в "единичное" состояние. С приходомтретьего импульса триггер 24 переходит в "единичное" состояние, ключК срабатывает и к электрическому3 9переключателю П прикладываетсяьнапряжение источника 11 питания. Врезультате этого луч света смещаетсяна величину Зд. Из реверсивногосчетчика вычитается единица. Триггер53 блока 18 коррекции переходит в 25"единичное" состояние. Четвертый импульс генератора 19 переводит триггер 24 в "нулевое" состояние. С выхода дифференцирующей цепочки 41 снимается импульс, который открывает ЗОэлемент И 34. Этот импульс проходитэлементы ИЛИ 47 и 48 и переводиттриггеры 25 и 26 в "нулевое" состояние.Таким образом, ключи К Кэ К 1 35Р азмыкаются, а напряжение с электроП"оптических перекрелючателей П, П ,П снимается. Переход триггера 26 из1 11 11"единичного" состояния в нулевоевызывает появление импульса на выхо Оде дифференцирующей цепочки 43. Этотимпульс проходит элемент ИЛИ 49 иоткрывает элемент И 36, Триггере 27, появляется импульс, который проходитэлементы ИЛИ 50 и 51 и переводиттриггеры 28 и 29 в "единичное" сос-,тояние. Ключи К , К, срабатываюК электрооптическим переключателямП и П прикладывается напряжениеисточнйка 11 питания. В результатеэтого луч света проходит кристалл,следующий за электрооптическим переключателеателем П как необыкновенный, акристалл, следующий за электрооптическим переключателем П каккак обыкновенный, Таким образом, луч света7, 11 ходит элемент ИЛИ 48 переводит триггер 26 в "единичное" ,состояние. Ключих К и К срабатывают, а ключ К разрывает цепь питания электрооптичес" кого переключателя П". В результате9этого луч свет смещается вдоль оси Х на величину 24, а вдоль оси У - на величину 4 .В дальнейшем описанный процесс продолжается аналогичным образом.Пусть после 31 импульса генератора 19 не произошло засветки фотоприемника 17. Это соответствует случаю, когда световое пятно имеет положительное значение координаты У, Тогда триггеры 24-28, 30 блока 16 логики находятся в "нулевом", триггер 29 в "единичном"., триггеры 53-55 блока 18 коррекции в "единичном", а тригге. ры 56-58 в "нулевом" состоянии. Переход триггера 58 в "нулевое" состояние приводит к появлению им" пульса на выходе дифференцирующей цепочки 45 (фиг.3). Этот импульс переводит триггер 30 в "единичное" состояние. С выхода дифференцирующей цепочки 46 снимается импульс, который переводит несимметричный триггер 52 в "нулевое" состояние, Элемент 12227 8И 37 на время, равное периодам следования импульсов генератора 19,закрывается. В результате этогоисточник,11 питания подключается кдвум электрооптическим переключатеклям П 1 и П . Луч света смепаетсявдоль оси .У на величину 4 д. Далеепроцесс измерения координат световогопятна продолжается до момента засветки фотоприемника 17, Сигнал сфотоприемника закрывает элементы 31и 61, работа измерителя прекращается.В реверсивных,счетчиках 21 н 23имеется информация о координатах.светового пятна. Знак отклонениясветового пятна от оси визированияопределяется по состоянию логическихсхем 20 и 22 синхронизации.Таким образом, в предлагаемомдискретном измерителе смещения све"тового пятна от оси визирования посравнению с известным помехозащищен 4-1ность увеличивается в 2 раза, гдеЙ - число пар каскадов отклонения,Это объясняется тем, что светочувствительная поверхность фотоприемникав предлагаемом измерителе имеет1112227 Составитель Ю; Петраковскедактор Т. Кугрьвева Техред О,Нееце оррект ароши Тираж 586 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ркомите и откры аушская д. 4/5 ПатентУжгород, ул, Проектная ал Заказ 6445/27 Подписноета СССР