Устройство для юстировки элементов оптических схем — SU 1436090 (original) (raw)

СОЮЗ СОВЕТСИИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН д 1 Во 41 ционный институ идзе1 б.Г,Краснер ческая промьс, 45.др, Комплекской юстиро мод опо угловым к техника.218.,периОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТ(56) Оптико-механиность, 1981, М 5,Гордеев В.П. илей для автоматнчтических элементодинатам. - Приборымента, 1982, М 2ЯО 143609 О(54) УСТРОЙСТВО ДИЯ ЮСТИРОВКИ ЭЛЕМЕНТОВ ОПТИЧЕСКИХ СХЕМ(57) Изобретение относится к оптике,а именно к приборам и системам дляюстировки элементов оптических схем,Устройство включает корпус 4, в котором размещены подлежащие юстировкеоптические элементы 1-3. На нерабочейповерхности оптических элементов 1-3расположены коллиматоры 8, внутри которых находятся радиоизотопы 18, Излучение от радиоизотопов 18 попадаетна матрицы 5 чувствительных элементов и датчик 6 интенсивности. Электрические сигналы с выходов матрицми устройства управления, а.первым ивторым выходами - соответственно счетвертым входом устройства управления и с исполнительными механизмами,устройство управления своими вторым,третьим и пятьи входами связано соответственно с третьим выходом запоминающего устройства, с третьим выходом разностсного устройства положениямиоптической оси и с третьим выходомразностсного устройства угловых положений, а первым и вторым выходаьк связано соответственно с третьим входом 1 запоминающего устройства н с первым 15 входом разностсного устройства угловых пОложений, раэностсное устройство угловых положений связано своимтретьим входом с первым выходом запоминающего устройства, а своим пер- ,вым выходом с первым входом запоминаю 1 щего устройства, разностсное устройство положения оптической оси своими ,вторым и третьим выходами связано соответственно с вторым выходом запоми 25 ;нающего устройства и с восьмым выхоцом устройства управления, а своим вторым выходом - с вторым входом эапонающего устройства, при этом регистратор разбаланса содержит разностснуюзОсхему, схему И, цифроаналоговый преобразователь, схему запуска и отключеиия генератора треугольного напряжевия, генератор треугольного напряже- . ния и аттенюатор, причем первый и второй входы разностсной схемы соедиНены соответственно с выходами матриц чувствительных элементов и с выходом аттенюатора, а ее выходы связа. - ны с третьим входом регулятора и с инверсным входом схемы И, выход которой связан с первым входом устройства управления и с первым входом схемы запуска и отключения генератора треугольного напряжения, второй вход ко торой связан с выходом цифроаналого". вого преобразователя, а выход - с входом генератора треугольного напряжения, выход которого связан с входом аттенюатора, вход цифроаналогового преобразователя связан с третьим выходом устройства управления, регистратор угловых положений содержит разностсную схему и селектор, причеи первый вход разностсной схемы связан с первым выходом селектора, а ее вы- . ход связан с вторым входом регулятора, причем первый, второй и третий входы селектора связаны соответственно с выходами матриц чувствительных элементов, с седьмым выходом устройства управления и с вторым выходом разностсчого устройства угловых поло" жений, а его второй выход связан с вторым входом разностсного устройства угловых положений, разностсное устройство угловых положений содержит схему И, раэностсную схему, селектор, интерфейс, причем выход схемы И свя" эан с пятым входом устройства управеления, а ее инверсные входы связаны с выходами раэностсной схемы, входы которой связаны с вторыми выходами регистратора угловых положений, с которым также связан второй вход селектора, первый и второй выходы которого связаны с первым входом интерфейса и с вторым входом регистратора угловых положений соответственно, а первый вход связан с вторым выходом устройства управления, с которым также связан второй вход интерфейса, первый и второй выходы которого связаны с первым входом запоминающего . устройства и с третьим входом селектора соответственно, а третий вход связан с первым выходом запоминающего устройства, разностсное устройство положения оптической оси содержит аналогоцифровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь, селектор, цифровую раэностсную схему, интерфейс и цифровой компаратор, причем вход аналого-цифрового преобразователя связан с первым выходом регистратора положения оптической оси, а выход связан с первым входом цифровой разностсной схемы и третьим входом интерфейса, первый и второй входы которого связаны соответственно с восьмым выходом устройства управления и с вторым выходом запоминающего устройства, а первый н второй выходы связаны соответственно с первым входом селектора и с вторым входом запоминающего устройства, селектор своими первым и вторым выходами связан соответственно с входом цифроаналогового преобразователя и с вторым входом цифровой разностсной схемы, а своим вторым входом связан с восьмьи выходом устройства управления, цифровая разностсная схема своим выходом связана с входом цифрового компаратора, который своим выходом связан с третьим входом устройства управления, выход цифроаналоговогопреобразователя связан с первым входом регистратора положения оптической оси, регистратор положения оптической оси содержит селектор и пороговоеч5 устроиство, причем первый и второй входы селектора связаны соответствен" но с первым выходом разностсного устройства положения оптической оси и с выходом датчика интенсивности, а его первый и второй выходы связаны соответственно с первым входом разностсно" го устройства положения оптической оси и с вторым входом порогового устройства, первый вход которого связан 5 с первым выходом разностсного устройства положения оптической оси, а его выход - с первым входом регулятора, регулятор содержит селектор, регулируемый источник питания приводов, цифроаналоговый преобразователь, цифровой компаратор, причем первый, второй, третий и четвертый входы селектора связаны соответственно с пятым выходом устройства управления, с вы ходом цифроаналогового преобразователя, с первым выходом регистратора угловых положений, с вторым выходом ре-. гистратора разбаланса, а своими первым и вторым выходами он связан соот-З 0 ветственно с первым и вторым входами регулируемого источника питанияприводов, выходы которого связаны с исполнительными механизмами, входы цифрового компаратора связаны с вторым выходом регистратора положения оптической оси, с первым выходом регистратора угловых положений и с вторым выходом регистратора разбаланса, а вы. ход связан с четвертым входом устрой 40 ства управления, вход цифроаналогового преобразователя связан с шестым выходом устройства управления, а исполнительные механизмы представляют собой совмещенные блоки приводов угловых и поступательных перемещений, кроме того, вспомогательный источник излучения представляет собой источник проникающего излучения, выполненный в виде коллиматора, представляющего собой свинцовую оболочку, в которой выполнены три прямых сквозных взаимо- перпендикулярных канала, пересекающихся в одном месте, в место пересечения каналов помещен радиоактивныйизотоп, причем коллиматоры жестко закреплены на нерабочей поверхностиоптических элементов, подлежащих юстировке, таким образом, чтобы продоль"ная ось симметрии одного из трех каналов коллиматора была параллельнаоптической оси соответствующего оптического элемента и одновременно совпадала бы с продольной осью такогоже канала другого коллиматора, крометого, матрицы чувствительных элементов закреплены на корпусе оптическойсхемы таким образом, что их центрысовпадают с точками пересечения продольных осей симметрии каналов коллиматора, находящихся в плоскости, перпендикулярной оптической оси соответствующих оптических элементов, с кор"пусом оптической схемы, кроме того,датчик интенсивности закреплен на корпусе оптической схемы таким образом,что его центр совпадает с точкой пересечения продольной оси симметрииканалов коллиматоров, параллельнойоптическим осям соответствующих оптических элементов.2.устройство по п.1 о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей, повышения точности и надежности,матрица чувствительных элементов выполнена в виде многослойной толстопленочной структуры, металлическийпроводящий первый слой которой снабжен токоподводом, второй слой представляет собой диэлектрик, а третийслой выполнен диэлектрическим с регулярно расположенными в нем металлическими контактными площадками, причем между первым слоем и металлическими контактными площадками третьегослоя создана постоянная разность потенциалов.З.Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, датчик интенсивности защищен экраном, представляющим собой свинцовую оболочку, покрывающуючувствительную поверхность датчикаинтенсивности, с отверстием, центркоторого совпадает с центром датчикаинтенсивности,1436090 2 иеюФм де аирие ефсщдимеаюююгемювЮел 2 п 2 а,Уманец сие о рееисщоваЗо Фие 5И леюмаеч 2 а/Сценаяи ое рееостратоуе ю 8 ыг гиююенгй ЭМмжчж сиеюмг ю фежеееюр фЩООим 38 ю фОЯЬФ /щфрдуцрф вами вгувюдженийСоставитель Л.БезпроэванныйТехред М.Ходанич Ко Редактор И.Ш СЛекмар 1 одпнсное ирщ( ВИИИН Государствеин по делам изобрете 113035, 11 осква, Ж, Рго комитета СС ий и открытийушская наб,. д Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уъгорс л, у. Проектная,1436090 5 и датчиков 6 на этапе выставленияоптических элементов обрабатываютсяв электронной схеме, включающей регистратор 9 положения оптической оси,регистраторы 1 О угловых положений,регистратор 1 разбаланса, разност .сное устройстьо 12 угловых положений,разностсное устройство 13 положенияоптической оси, запоминающее устрой-ство 14, устройство 15 управления ирегулятор 16, путем выделения максимума интенсивности проникающего излучения на датчике б и равенства сигналов на выходах матриц 5 при работеИзобретение относится к оптике, именно к приборам и системам для юстировки элементов оптических схем, н может быть использовано при разработке систем автоматической юстировки резонаторов лазеров.Целью изобретения является повьцпение точности быстродействия и надежности.На Фиг. приведена конструкция, разрез, и блок-схема устройства для юстировки элементов оптических схем; иа Фиг.2 - размещение матриц чувстви" тельных элементов по сечению базы Оптической схемы а), характерный вид искривления базы оптической схемы б), коллиматор (в) матрица чувст" вительных элементов (г); на Фиг,3 - блок"схема регистратора разбаланса; на фиг.4 ". блок-схема регистратора угловых положений; на Фиг.5 - блок" схема раэностсного устройства угловых положений на Фиг.б - блок-схема разностсного устройства положения оптической оси; на Фиг,.7 - блок-схема регистратора положения оптической оси; на Фиг,8 - блок-схема регулятора,Устройство (Фиг.1) содержит ;птические элементы 1-3 подлежащие юсти/ровке на Фиг, показана система юстирующая три оптических элемента), корпус 4, относительно которого крепятся все элементы оптической схема матрицы 5 чувствительных элементов, датчик 6 интенсивности исполнительные механизмы 7, коллиматоры 8, реисполнительных механизмов 7 и записиэталонных значений интенсивности излучения в запоминающее устройство 14,Введение новых элементов и образованиеновых связей между элементами позволяет в автоматическом режиме с высокимиточностью, быстродействием и надежностью проводить юстировку оптическихэлементов и проверку их положения путем сравнения текущих значений сигналов йнтенсивности с эталонными значениями, заполненными в запоминающемустройстве 14. 2 з.п. Ф-лы, 8 ил. 2гистратор 9 положения оптической оси, регистратор 10 угловых положений, регистратор 11 разбаланса, разностсное устройство 12 угловых положений, разностсного устройства3 положения оптической оси, запоминающее устройство 14, устройство 15 управления, ре-, гулятор 16, экран 17 и радиоизотоп 18 фиг.2 в).При этом первый, второй и третий входы регистратора 9 положения оптической оси связаны с первым входом разностсного устройства 13 положения оптической оси, выводом датчика 6 интенсивности и четвертым выходом устройства 15 управления соответственно, а его первый и второй выходы связаны с первым вводом разнастсного устройства 13 положения оптической оси и первым входом регулятора 16 соответственно, первьй, второй и третий входы регистратора 10 угловых положений связаны с выходами матриц 5 чувствительных элементов, седьмым выходом устройства 15 управления и вторым выходом разностсного устройства 12 угловых положений соответственно,а его первый и второй выходы связаныс вторым входом регулятора 1 б и вторым входом разностсного устройства2 угловых положений соответственно,регистратор 11 разбаланса своими пер"вым и вторым входами связан с выходамисматриц 5 чувствительных элементов и 3;. третьим входом уствойства 15 управления соответственно, а своими первым1436090и вторым выходами связан с первымвходом устройства 15 управления итретьим входом регулятора 16 соответственно регулятор 16 своими четверЭ5тым и пятым входами связан с пятым ишестым выходами устройства 15 управления соответственно, а своими первыми вторым выходами с четвертым входомустройства 15 управления и исполнительными механизмами 7 соответственно,устройство 15 управления своими вто"рым, третьим, пятым входами связанос третьими выходами запоминающегоустройства 14, раэностсного устройства 13 положения оптической оси иразностсного устройства 12 угловыхположений соответственно, а своимипервым и вторым выходами связано стретьим входом запоминающего устройства 14 и первым входом разностсногоустройства 12 угловых положений соответственно, в свою очередь, разностсное устройства 12 угловых положенийсвязано своим третьим входом с первым выходом запоминающего устройства14, а своим первым выходом - с первымвходом запоминающего устройства 14,в свою очередь, разностсное устройство 13 оптической оси своим вторым ь ЗОтретьим входами связано с вторымвыходом запоминающего устройства 4и восьмым выходом устройства 15 управления соответственно, а своим вторымвыходом - с вторым входом запоминаю 35щего устройства 14.Регистратор 10 угловых положений(фиг.4) содержит разностсную схему 26и селектор 25, причем первый вводразностсной схемы 26 связан с первым 40выходом селектора 25, а ее выход связан с вторым входом регулятора 16, всвою очередь, первый, второй и третийвходы селектора связаны с выходамиматриц 5 чувствительных элементов, 45седьмым выходом устройства 15 управlления и вторым входом разностсногоустройства 12 угловых положений соответственно; а его второй выход связанс вторым входом разностсного устройст=ва 12 угловых положений,Разностсное устройство 12 угловыхположений (фиг.5) содержит схемуИ 27, раэностсную схему 28, селектор29, интерФейс 30, причем выход схемыИ связан с пятым входом устройства 15управления, а ее инверсные входы связаны с выходами разностсной схемы28, входы которой связаны с вторыми выходамн регистратора О угловых положений, с которым также связан вто . рой вход селектора 29, первый и второй выходы связаны с первым входом интерфейса 30 и вторым входом регистратора О угловых положений соответственно, а первый вход - с вторым выходом устройства 15 управления, с которым также связан второй вход интерфейса 30, первый и второй выходы которого связаны с первым входом запоминающего устройства 14 и третьим входом селектора 29 соответственно, а третий вход связан с первым выходом запоминающего устройства 14.Регистратор 11 раэбаланса (фиг.З) содержит разностсную схему 19, схему И 20, цифроаналоговый преобразователь 21, схему 22 запуска и отключения генератора треугольного напряжения, генератор 23 треугольного напряжения и аттенюатор 24, причем первый и второй входы разностсной схемы 19 соединены с выходами матриц 5 чувствительных элементов и выходом аттенюатора 24 соответственно, а ее выходы связаны с третьим входом регулятора 16 и инверсным входом схемы И 20, в свою очередь, выход которой связан с первым входом устройства 15 управления и первым входом схемы 22 запуска и отключения генератора треугольного напряжениявторой вход которой связан с выхсдом цифроаналогового преобразователя 21, а выход - с входом генератора 23 треугольного напряжения, выход которого связан с входом аттенюатора 24, вход цифроаналогового преобразователя 21 связан с третьим выходом устройства 5 управления,Разностсное устройство 13 положения оптической оси (фиг.6) содержит аналого-цифровой преобразователь 31:, цифроаналоговый преобразователь 32, селектор 33, цифровую разностсную схему 34, интерфейс 35 и цифровой компаратор 36, причем вход аналого-цифрового преобразователя 31 связан с первым выходом регистратора 9 оптической оси, а выход - с первым входом цифровой разностсной схемы 34 и третьим входом интерфейса 35, первый и второй входы которого связаны свосьмым выходом устройства 15 управления и вторым вьходом запоминающего устройства 14 соответственно, а первый и второй выходы связаны с первым входом селектора 33 и вторым входом.запОминающеГО устройства 1", саответ"ственно, селектор 33 своик;" первым иВторым Выходами связан с входом цифроаналогового преобразователя 32 к вто- рым Входом цифроВОй разкостскай схе-мы 34 соответственно, а своим вторымвходам связан с Восьмым ВыходОм устройства 15 управления, циФровая разностсная схема 34 своим выходом свя Оэана с входом цифрового компаратора36, который своим выходом связан стретьим входом устройства 15 укравле"выход цифроаналогового преобразб.ателя связан с, первым Входом регист-;ратора 9 положения оптическак оси.Регистратор 9 положения оптичесой оси 1 фиг,7) содержит селектор7 и пороговое устройство 38, причемервый и второй входы селектора 37 28Связаны, с первым выходом разносткогаустройства 13 положения оптическойОси 13 и выходом датчика 6 интенсив-яости соответственно, а ега первыйи второй выходы связаны с первым 25входом разностсного устройства 13 по-.ложения оптической аси и вторым входом порогового устройства 38 соответСтвекно, первый Вход которого связанс первым выходом раэностснаго устрой Оства 13 положения оптической оси, аЕго выход - с первым входом регулято.ра 16.Регулятор 16 (Фиг.8) содержит селектор 39, регулируемый источник 40питания приводов, цифроаналоговыйареобразователь 41 и цифровой компаратор 42, причем первый, второй третий,четвертый входы селектора 39 связаныС пятым и шестым Выходами устройства15 управления, с первым выходом регистратора 1 О угловых положений, свторым выходом регистратора 11 раз баланса соответственно, а своимипервым и вторым Выходами связан с пер вым и вторым входами регулируемогоисточника 40 питания приводов соответственно, выходы которого связаныс исполнительньыи механизмами 7 вхо:.ды цифрового компаратора 42 связаныс вторым входам регистратора 9 поло: "жения оптической, оси, с первым выходом регистратора 10 угловых положенийи вторым выходом регистратора 11 разбаланса, а выход связан с четвертьивходом устройства 15 управления,Вход цифроаналогового преобразователя41 связан с шестым выходом устройства15 управления, а исполнительные механкзмы 7 представляют собой совмещен:-ъ е блоки приводов угловых и поступательных перемещений.Источник излучения фиг.2 В) представляет собой источник проникающего излучения, выполненный в виде каллиматора 8, представляющего собой свинцовую оболочку, в которой выполнены трк прямых сквозных вэаимоперпендикулярных канала, пересекающихся в одномместе, в место пересечения каналовкоторого помещен радиоактивный изотоп 18, причем коллиматоры жестко закреплены на нерабочей, поверхности оптических элементов 1-3, подлежащих юстиравке таким образом, чтобы продальная ось симметрии одного из трех каналов каждого коллиматора 8 была параллельна ачткческой оси соответст" вующегс оптического элемента 1-3",фиг.1) и одновременно совпадала с продольной осью такого же канала другого каллиматара 8 кроме тОГО матрицы 5 чувствительных элементов закреплены ка корпусе оптической схемы 4 таким образом, что их центры совпадают с точками пересечения про" дальных осей симметрии каналов коллиматора 8 находящихся в плоскости, перпендикулярной оптической оси соответствующих оптических элементов, с корпусом оптической схемы 4 при условии, что соответствующие оптические элементы 1-3 отъюстированы, кроме то" га, датчик 6 интенсивности закреплен на корпусе оптической схемы 4 таким образом, что его центр совпадает с точкой пересечения продольной оси симметрии каналов коллиматоров 8, параллельной оптическим осям соответствующих оптических элементов 1-3 с карпу" сом 4 оптической схемы при условии что соответствующие оптические элементы 1-3 отьюстированы.Датчик 6 иктексивкости защищен экраном 17 представляющим собой свинцовую оболочку, покрывающую чув- ствительную поверхность датчика 6 интенсивности, с отверстием, центр которого сопадает с центром датчика 6 интексквкости.- Иатрица 5 чувствительных элементов ,Фиг.2 г) выполнена в виде многослойной толстоппеночной структуры, металлический правогящкй первый слой которой снабжен такаправадом, второй слой представляет собой диэлектрик,т- етий слой выполнен диэлектричес 1436090ким с регулярно расположенными в нем металлическими контактными площадка-. ми, причем между первым слоем и метал. лическими контактными площадками тре 5 тьего слоя создана разность потенциалов.В качестве радиоактивного изотопа может быть использован С .либо СИсполнительные механизмы 7, пред- О ставляющие собой совмещенные блоки приводов угловых и поступательных перемещений, могут быть реализованы на базе стандартного пьезоэлектричес" кого шагового привода. 15Устройство работает следующим образом.Этап выставления оптических элементов.Устройство 15 управления включает 20запоминающее устройство 14 в режим за.писи информации, регистратор 1 Оугловых положений в режим прямой передачи сигналов с матриц 5 чувствительных элементов на разностсное устройство 12 угловых положений и разност-сных сигналов на регулятор 16, регистратор 9 оптической оси в режим прямойпередачи информации с датчика 6 интенсивности на разностсное устройство 13 положения оптической оси,разностсное устройство 12 угловыхположений и разностсное устройство 13оптической оси в режим сравнения, регулятор 16 в режим выставления оптических элементов.На первые выходы регистратора 11разбаланса поступает информация свыходов матриц 5 чувствительных элементов. Причем на каждый оптический 40элемент 1-3, подлежащий юстировке,приходится по четыре матрицы чувствительных элементов, которые принимают сформированное коллиматором8 в направленные взаимоперпендикуляр 115ные пучки проникающее излучениерадиоизотопа 18.Регистратор 1 разбаланса производит попарное сравнение площадей засветки матриц чувствительных элементов для каждого оптического элемента,на основании которого для каждого оптического элемента 1-3 выделяетсяпо два разностных сигнала, характеризующих поступательные отклонения опти.ческого элемента от своего исходногоотъюстированного положения, которыепоступают на регулятор 16, управляющий соответствующими блоками приводов исполнительных механизмов 7. Как только разностсные сигналы, выделяемыерегистратором 11 разбаланса, станутнулевыми, что соответствует исправлению всех поступательных отклоненийоптических элементов 1-3, то с первого выхода поступает сигнал в устройство 15 управления, которое выдаеткоманду регулятору 16 на отключениеблоков поступательных перемещений исполнительных механизмов 7Регистратор 10 угловых положенийнапрямую передает сигналы с матриц 5чувствительных элементов на разност=сное устройство 12 угловых положений .и одновременно осуществляет попарноесравнение областей засветки внутрикаждой четверки матриц 5 чувствитель.ных элементов, приходящейся на одиноптический элемент. Выделяемые приэтом разностсные сигналы передаютсяна регулятор 16,Разностсное устройство 12 угловыхположений производит попарное сравнение областей засветки внутри каждойчетверки матриц 5 чувствительных элементов, приходящейся на один оптический элемент. При достижении равенствасигналов с третьего выхода подаетсясигнал в устройство 5 управления,которое по его получении выдает сигнална регулятор 16 на отключение блоковприводов угловых перемещений исполнительных механизмов 7 и одновременновыдает сигнал на первый вход разностесного устройства 12 угловых положений,по которому производится запись в запоминающее устройство 14 эталонныхсигналов угловых положений оптических элементов, соответствующих ихотъюстированному состоянию,С регистратора 9 положения оптической оси сигнал с датчика 6 интенсивности напрямую передается в раэностсное устройство 13 положения оптической оси, которое по второму выходу ивторому входу осуществляет постоянныйобмен с запоминающим устройством 14Текущий сигнал с датчика интенсивности сравнивается с сигналом, пришедшим в предыдущий момент времени. Еслиразностсный сигнал получается отрицательный, то после поступления его стретьего выхода на третий вход устройства 15 управления этап выставления оптических элементов продолжается. В случае нулевого и положительного разностсных сигналов и при на 9143609 личин сигналов об окончании юстнровкн устройство 15 управления вьщает сигнал на запись в запоминаницее устройство 14 эталонного значения максималь"5 ной интенсивности проходящего сквозь оптические элементы проникающего излучения от коллиматоров 8 соответствующего отъюстированному состоянию оптической схемы. 10В случае когда получены сигналы ,окончания юстировки, а от разностсно,го устройства 13 оптической оси отрицательный разиостсный сигнал, что соответствует искривлению корпуса 4, устройство 15 управления переводит систему в режим "Поиск".При наличии положительного либо .;нулевого сигнала от разностсного уст,ройства 13 положения оптической оси и сигналов окончания юстиронки от регистратора 11 разбаланса и раэностсного устройства 12 угловых положений устройство 15 управления переключает всю систему на этан конт роля положения оптических элементов.ТаКим образом, на этапе выставления оптических элементов отъюстированное состояние оптической схемы регистрируется путем получения на датчи- З 0 ,ке 6 интенсивности максимума интенсивности проникающего излучения от .коллиматоров 8, направленного сквозь оптические элементы 1-3 в направлении, параллельном их оптическим осям, далее значение этого максимума интенсивности записывается н запоминающее ,устройство, куда также записываются сигналы (так называемые эталонные) угловых положений оптических элементов от матриц чувствительных элементов, соответствующие их отъюстированиощ состояниюЭтап контроля положения оптических элементов. 41В регистратор 1 О угловых положений происходит непрерывное сравнение текущих сигналов с матриц 5 чувствительных элементов с эталонными, поступающими от запоминающего устройст ва 14. В результате ньщеляются разностсные сигналы поступающие на регулятор 16, туда же поступают разност. сные сигналы от регулятора 11 разбаланса.55В регистраторе 9 положения оптической оси сравнивается текущий сигнал с датчика 6 интенсивности с эталонным максимальным сигналом, полу 0 .10ченным от запоминающего устройства 14,Отрицательный разностсный сигнал (еслн он имеет место) идет на вход регулятора 16, который вьщает сигнал вустройство 15 управления, выдающеепо получении данного сигнала командув регулятор 16 на подключение всехисполнительных механизмов 7,Когда разностсные сигналы нулевые,а регистратор 9 положения оптическойоси выдает на регулятор 16 отрицательный разностсный сигнал разъюстировки,что соответствует возникшему перекосу корпуса 4, с выхода регулятора16 идет сигнал н устройство 15 управления на перевод в режим "Поиск".Режим Поиск".Устройство 15 управления переключает разностсное устройство 13 положения оптической оси в режим сравнения с одновременной прямой передачейв регистратор 9 положения оптическойоси эталонного значения максимума интенсивности от запоминающего устройства 14, запоминающее устройство 14в режим записи с одновременной выдачей эталонного значения максимума интенсивности, разностсное устройство12 угловых положений в режим сравнения, регистратор 9 положения оптичес"кой оси в режим сравнения с эталоннымзначением максимальной интенсивностии одновременной прямой передачей текущих значений интенсивности с датчика6 интенсивности на разностсное устройство 13 положения оптической оси, регулятор 6 в режим поиска, регистратор 10 угловых положений в режим прямой передачи сигналов с матриц 5 чунствительных элементов на разностсноеустройство 12 угловых положений.Ба регулятор 16 поступают команды,по которым исполнительные механизмы 7дают малые приращения положениям оп(тических элементов 1-3 по определенному алгоритму. В разностсном устройстве 13 положения оптической оси происходит сравнение текущего сигнала,поступающего от датчика 6 интенсивности, с сигналом предыдущего момен"та нременн, который поступает от запоминающего устройства 14. Еслиразностный сигнал положительный, тона устройство 15 управления идетсоответствующий сигнал, по которомуустройство 15 управления выдает команду разностному устройству 12 угловых положений на запись в запомннаю4."609 щее устройство 14 текущих сигналов угловых положений с матриц чувствительных элементов в качестве эталонных и одновременно корректирует регу 5лятор 1 разбаланса до получения нулевых разностсных сигналов на еговторых выходах,Процесс поиска происходит до техпор, пока в регистраторе 9 положенияоптической оси не будет нулевой разностсный сигнал сравнение текущегосигнала интенсивности с датчика 6интенсивности с эталонным сигналоммаксимальной интенсивности). При получении нулевого сигнала разьюстировки с второго выхода регистратора 9положения оптической оси на регулятор16 последний со своего первого выходавыдает сигнал в устройство 15 управ 11 11пения на окончание режима ПоискРегулятор 1 1 р аз баланса работаетследующим образом,На этапах выставления оптическихэлементов и контроля положения оптических элементов на первые входы разностсной схемы 9 (Фиг.3) поступаютсигналы с матриц 5 чувствительныхэлементов, с выхода которой разностсные сигналы поступают на регулятор16 и одновременно на инверсные входысхемы И 20, на выходе которой появляется единица в случае, если всеразностсные сигналы нулевые, котораяпоступает в устройство 15 управления,В режиме Поиск на вход цифроана 11 1135логового преобразователя 31 поступает кодовая команда с устройства 15управления, которая, преобразуясьв аналоговый сигнал, включает схему 4022 запуска и отключения, которая запускает генератор .23 треугольногонапряжения, управляющий аттенюатором24, который управляет разностснойсхемой 19. Как только на выходе раз"ностсной схемы 19 появляются нулевыеразностсные сигналы, единица с выхода схемы И 20 заставляет схему 22запуска и отключения отключить генератор 23 треугольного напряжения,Регистратор 1 О угловых положенийработает следующим образом,На этапе выставления элементовна второй вход селектора 25 приходиткоманда от устройства 15 управления,55по которой сигналы, поступающие напервые входы селектора, пропускаютсяна первые входы разностсной схемы26 и одновременно выдаются на раз 0ностсное устройство 12 угловых поло-, жений. С выхода разностсной схемы 26 разностсные сигналы поступают на регулятор 16.На этапе контроля положения оптических элементов по команде управляющего устройства 15 селектор 25 передает на разностсную схему 26 эталонные сигналы, поступающие на его третьи входы, и одновременно переда= ет на разностсную схему 26 половину сигналов от матриц 5 чувствительных элементов, а именно сигналы, приходящие с одной вертикальной и одной горизонтальной матрицы 5 чувствительных элементов для каждого оптического элемента 1-3. В режиме "Поиск" селектор 25 передает сигналы матриц чувствительных элементов на свое разностсное устройство 2 угловых положений.ффРазностсное устройство 12 угловых положений работает следующим образом.На этапе выставления оптических элементов на вход разностсной схемы 28 1 Фиг.5) поступают сигналы от регистратора 10 угловых положений. Одно" временно половина этих. сигналов, а именно сигналы от одной горизонталь" ной и одной вертикальной матриц 5 чувствительных элементов для каждого оптического элемента 1 - 3, поступает на второй вход селектора 29. С выхода разностсной схемы 28 разностсные сигналы поступают на инверсные входы схемы И 27, на выходе которой появ,ляется единица, если все разностсныесигналы нулевые. Эта единица поступает в устройство 15 управления, которое на первый вход селектора 29 и одновременно на второй интерфейса 30 выдает команду, по которой селектор 29 со своих первых выходов передает. на первые входы интерфейса 30 сигналы, поступающие на его вторые входы, а интерфейс 30 осуществляет запись этих сигналов в запоминающее устройство 14.На этапе контроля положения оптических элементов по команде устройства 15 управления интерфейс 30 осуществляет считывание с запоминающего устройства 14 эталонных сигналов угловых положений, поступающих на его третьи входы, и со своих вторых выходов передает эти сигналы на третьи входы селектора 29, который со своих вторых выходов выдает их в регистратор 1 О угловых положений, В режиме "Поиск" состояние схемы аналогично состоянию на этапе выставления опти. ческих элементов.Раэностсное устройство 13 положе-. ния оптической оси работает следующим образом.На этапе выставления оптических элементов по команде устройства 15 управления, приходящей одновременно на второй вход селектора 33 фиг.б) ц первый вход интерфейса 35, интерфейс 35 записывает в запоминающее устройство 14 сигнал текущей интенсивности который поступает на его1третий вход с выхода аналого-цифрово го преобразователя 31, и одновременно считывает записанный им ранее с третьего входа сигнал интенсивности 20 предыдущего момента времени, поступающие на его второй вход от запоминающего устройства 14, передавая егс со своего первого выхода на первыйвход селектора 33, который со своего 25 второго выхода передает его на второйЭ вход цифровой разностсной схемы 34, на первый вход которого поступает сигнал текущей интенсивности с аналого-цифрового преобразователя 31, на вход которого этот сигнал поступает с регистратора 9 положения оптической осифС выхода цифровой разностсной схемы 34 разностсной сигнал поступает. иа цифровой компаратор Зб, " выхода которого сигнал идет в устройство 5 управления. На этапе контроля поло" жения оптических элементов интер-, Фейс 35 считывает с запоминающего уст 0 ройства 14 сигнап максимальной интен. сивности, поступающий на его второй вход, выдает его на селектор 33, который со своего второго выхода передает его на вход цифроаналогового преобразователя 32, с выхода которого этот сигнал поступает на регистратор 9 положения оптической оси.В режиме "Поиск" по команде с устройства 15 управления селектор 33 одновременно с первого выхода передает на вход цифроаналогового преобразователя 32 эталонный сигнал максимальной интенсивности и с второго выхода на второй вход цифровой разност), сной схемы 34 сигнал интенсивности предыдущего момента времени, считываемые из запоминающего устройства 4 интерфейсом 35 и пересылаемые им со своего первого выхода на первый входселектора 33.Регистратор 9 положения оптическойосн работает следующим образом.На этапе выставления оптическихэлементов селектор 37 (фиг.7) по команде с устройства 15 управления на .первом входе пересылает сигнал интенсивности, поступающий на его второйвход от датчика б интенсивности, а спервого выхода - в раэностсное устройство 12 угловых положений.На этапе контроля положения оптических элементов селектор 37 пересыла"ет сигнал интенсивности с второговыхода на второй вход пороговогоустройства 38, на первый вход которого поступает сигнал эталонной максимальной интенсивности. При равенствесигналов на втором и первом входахпорогового устройства 38 с его выходаидет сигнал в регулятор 16,В режиме "Поиск" селектор 37 одно"временно пересылает сигнал интенсивности на свой первый и второй выходы.Работа порогового устройства 38 неизменяется.Регулятор 18 работает следующимобразом.На этапе выставления оптическихэлементов по команде с устройства 15управления, поступающий на первый входселектора 39, последний пересылаетразностсные сигналы от регистраторовугловых положений 1 О и разбалансапоступающие на его третий и четвер.тый входы соответственно, с первогои второго выходов соответственно напервый н второй входы регулируемогоисточника 40 питанияприводов, выходы которого управляют исполнительнымн механизмами 7.Разностсные сигналы от регистраторов разбаланса 1, угловых положений 10 и положения оптической оси9 поступают также на входы цифровогокомпаратора 42, который дает на выходесигнал, поступающий в устройство 15управления, когда все разностсныесигналы нулевые,ри переходе на этап контроля положения оптических элементов по командам с устройства 5 управления селек-тор 39 прекращает пересылку с первого и второго выходов разностсных сигналов оИа этале контроля положения оптических элементов сигнал разъюсти 16151436090ровки, пришедший на вход цифровогокомпаратора 42, снимает сигнал с еговыхода, после чего селектор 39 но ко",маиде с устройства 15 управления пе 5реходит в режим работы, аналогичный.режиму на этапе выставления оптических элементов.При переходе в режим "Поиск", когда все разностсные сигналы на входецифрового компаратора нулевые, а сигнал разъюстировки от регистратора 9положения оптической оси нулевой, сего выхода идет соответствующий сигнал в устройство 15 управления, которое выдает команду селектору 39, который на свои первый и второй выходыначинает передавать сигналы от цифроаналогового преобразователя 4, поступающие на его вторые входы, а на 20вход цифроаналогового преобразователя 41 поступают кодовые сигналы отустройства 15 управления. Режим"Поиск" продолжается до тех пор, пока цифровой компаратор 42 не выдаетв устройство 15 управления сигнал,соответствующий всем нулевым сигналамна его входе.Матрица 5 чувствительных элементов (фиг.2 г) представляет собой конденсатор, причем первой обкладкой егоявляется первый проводящий слой, авторой - совокупность контактных металлических площадок третьего слоя,При попадании сформированного коллиматором 8 луча проникающего излучения радиоизотопа 18 на матрицу 5чувствительных элементов в областипопадания проникающего изйучения обратимо нарушается второй диэлектрический слой и между первым проводящимслоем и соответствующими металлическими контактными площадками начинаетпротекать электрический ток тем больший, чем больше интенсивность проникающего излучения,Отверстие в экране 17 позволяетвыделять из расходящегося пучка проникающего излучения, прошедшегосквозь оптические элементы, узкийлуч, соответствующий продольнойоси симметрии, сформировавших этосквозное проникающее излучение, соответствующих каналов коллиматоров 8.Устройство позволяет юстировать 55не только угловые отклоненияположений оптических элементов, но и поступательные отклонения, и отклонения,вызванные искривлением корпуса, относительно которого крепятся все элементы оптической схемы,1 Р о р м у л а изобретения1.Устройство для юстировки элементов оптических схем включающее корпус, к которому крепятся все элементы оптической схемы, источник излучения и датчик углового положения, выходом связанный с устройством управления, последовательно соединенным с исполнительными механизмами, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, быстродействия и надежности, в систему дополнительно введены датчик интенсивности, регистратор положения оптической оси, регистратор угловых положений, регистратор разбаланса, запоминающее устрой" ство, разностсное устройство положения оптической оси, разностсное устройство угловых положений и регулятор, а датчик угловых положений совмещен с датчиком поступательных перемещений в единую матрицу чувствительных элементов, причем первый, второй и третий входы регистратора положения оптической оси связаны соответственнос первым выходом разностсного устройства положения оптической оси, с выходом датчика интенсивности и с четвертым выходом устройства управления, а его первый и второй выходы связаны соответственно с первым входом разностсного устройства положения оптической оси и с первым входои регулятора, в свою очередь, первый, второй и третий входы регистратора угловых положений связаны соответственно с выходами матриц чувствительных элементов, с седьмым выходом устройства управления и с вторым выходом разност сного устройства угловых положений, а его первый и второй выходы связаны, соответственно с вторым входом регулятора и с вторым входом разностсного устройства угловых положений, регистратор разбачанса своим первым и вторым выходами связан соответственно с выходами матриц чувствительных элементов и с третьим выходом устройства управления, а первым и вторым выхо" дами связан соответственно с первым входом устройства управления и третьим входом регулятора, регулятор своими четвертым и пятым входами связан соответственно с пятым и шестым выхода

Смотреть

Устройство для юстировки элементов оптических схем