УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ И КАЛИБРОВКИ ПУЛЬСМЕТРОВ Российский патент 2010 года по МПК G01J1/34 

Изобретение относится к области метрологического обеспечения поверки и калибровки пульсметров.

Известно устройство, служащее для поверки и калибровки пульсметров, изображенное на фиг.1 («Разработка и исследование приборов для измерения параметров и характеристик источников оптического излучения». Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. 05.11.07 / В.Н.Кузьмин; М-во общего и проф. образования Рос. Федерации; СПбГУ ИТМО) - ближайший аналог.

Известное устройство содержит первый источник излучения 1 (лампу накаливания), модулятор светового потока 2, апертурную диафрагму 3, фотометрическую головку 4 эталонного или поверяемого прибора, смеситель 5 модулированного и непрерывного световых потоков (фотометрический шар), переменную диафрагму 6, второй источник излучения 7 (лампу накаливания).

Принцип действия устройства заключается в следующем:

С помощью модулятора светового потока 2 создается пульсирующий световой поток от источника излучения 1 с частотой 100 Гц, который смешивается с постоянным световым потоком от источника излучения 7 в фотометрическом шаре 5 и направляется на фотометрическую головку 4 эталонного или поверяемого прибора.

Измеряется освещенность от эталонного прибора Е_макс. в положении, когда отверстие на диске модулятора совпадает с отверстием диафрагмы 3 и Е_мин., когда отверстие диафрагмы перекрывается диском модулятора 2.

Вычисляется эталонное значение коэффициента пульсаций по формуле:

В этом случае в качестве эталонного значения коэффициента пульсации используется расчетная величина К_пэ, определяемая выражением (1).

Для изменения эталонного значения коэффициента К_пэ с помощью переменной диафрагмы 6 изменяют значение постоянного светового потока.

После этого производят измерение коэффициента пульсаций (как минимум для трех точек диапазона, например 30; 60; 90%) с помощью поверяемого пульсметра и фиксируют полученное значение К_х. Относительная погрешность поверяемого пульсметра δ_п (%) определяется выражением:

Известное устройство имеет ряд недостатков.

1. Громоздкость и сложность конструкции.

2. Трудоемкость поверки и калибровки пульсметров (каждый раз необходимо вычислять эталонное значение К_пэ для трех точек диапазона: 30; 60; 90%).

3. Отсутствие автоматизации.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно значительное сокращение времени поверки и калибровки, уменьшение габаритов и веса за счет исключения интегрирующего шара и второго источника излучения, обеспечение возможности автоматизации процесса измерений и расчета погрешности поверяемого пульсметра.

Указанная задача решается тем, что в устройстве для поверки и калибровки пульсметров, содержащем источник излучения, диафрагму, модулятор светового потока, эталонную и поверяемую фотометрические головки, после диафрагмы установлен матовый рассеиватель, модулятор светового потока, выполненный в виде диска с двумя секторными вырезами и расположенный между диафрагмой и матовым рассеивателем, имеет возможность возвратно-поступательного перемещения перпендикулярно оптической оси, а эталонная и поверяемая фотометрические головки имеют возможность поочередной установки их на оптическую ось с помощью расположенного после матового рассеивателя диска, имеющего возможность вращения.

Предлагаемое устройство изображено на фиг.2.

Устройство содержит источник излучения 1, светосильный объектив 16, после которого установлены диафрагма 3, матовый рассеиватель 14. Между диафрагмой 3 и матовым рассеивателем 14 расположен приводимый во вращательное движение с помощью двигателя 15 диск 13, имеющий два секторных выреза. Двигатель 15 с диском 13 имеют возможность поступательного перемещения перпендикулярно оптической оси вдоль зубчатой рейки 11 с помощью шагового двигателя 8, управляемого от ПК (не показан). За матовым рассеивателем 14 на зубчатом колесе 12, приводимом во вращательное движение шаговым двигателем 9, управляемым от ПК, располагается эталонная фотометрическая головка 4 и головка поверяемого пульсметра 10.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от источника излучения 1 направляется с помощью светосильного объектива 16 через диафрагму 3 на матовый рассеиватель 14.

По команде от ПК шаговый двигатель 8 перемещает двигатель 15 и диск 13 с секторными вырезами перпендикулярно оптической оси на такое количество шагов, чтобы диск 13 частично перекрывал световой поток, тем самым часть матового рассеивателя 14 будет освещаться пульсирующим световым потоком, а часть постоянным световым потоком. Таким образом каждому положению двигателя 8 соответствует определенное эталонное значение коэффициента пульсаций освещенности у излучающей поверхности матового рассеивателя К_пэ. При настройке устройства выбираются три положения шагового двигателя 8, соответствующие К_пэ, равному 30, 60, 90%, которые затем запоминаются в памяти ПК.

Выбор каждого положения двигателя 8 осуществляется следующим образом. Измеряются при помощи эталонной фотометрической головки 7 максимальная освещенность для случая, когда диск 13 не перекрывает световой поток, и минимальную освещенность для случая, когда диск 13 перекрывает световой поток, а затем вычисляется коэффициент пульсаций по формуле (1). В дальнейшем при поверке рабочего пульсметра эталонная фотометрическая головка не используется.

Для получения К_пэ, равного 30, 60, 90%, должны устанавливаться такие положения двигателя 8, чтобы соблюдались соответственно следующие условия:

E³⁰ _min=К₃₀Е_max;

E⁶⁰ _min=К₆₀Е_max;

E⁹⁰ _min=К₉₀Е_max,

где К₃₀=0,53846; К₆₀=0,25000; К₉₀=0,05263.

При поверке пульсметра по команде от ПК автоматически на оптическую ось устанавливается поверяемый пульсметр 10, затем устанавливается на первое положение двигатель 8. С клавиатуры ПК вводится полученное значение К_п поверяемого пульсметра. ПК вычисляет по формуле (2) δ_п и запоминает в памяти. Эта операция повторяется для двух следующих положений двигателя 8.

Таким образом использование предлагаемого устройства позволяет уменьшить габариты и вес, а в результате автоматизации уменьшить трудоемкость процесса поверки и калибровки пульсметра (время поверки и калибровки составляет не более 1 мин).

Изобретение относится к области метрологического обеспечения поверки и калибровки пульсметров. Устройство содержит последовательно расположенные источник излучения 1, объектив 16, диафрагму 3, шаговый двигатель 8 с возможностью перемещения гистерезисного двигателя 15 с вращающимся диском 13 перпендикулярно оптической оси и управляемый от ПК, матовый рассеиватель 14, зубчатое колесо 12 с расположенными на нем эталонной фотометрической головкой 4 и поверяемым пульсметром 10 и шаговый двигатель 9, приводящий во вращательное движение по команде от ПК зубчатое колесо. Изобретение позволяет уменьшить габариты и вес устройства, позволяет значительно сократить время поверки пульсметров, автоматизировать процесс поверки и расчета погрешности пульсметров. 2 ил.

Устройство для поверки и калибровки пульсметров, содержащее источник излучения, диафрагму, модулятор светового потока, эталонную и поверяемую фотометрические головки, отличающееся тем, что после диафрагмы установлен матовый рассеиватель, модулятор светового потока, выполненный в виде диска с двумя секторными вырезами и расположенный между диафрагмой и матовым рассеивателем, имеет возможность возвратно-поступательного перемещения перпендикулярно оптической оси, а эталонная и поверяемая фотометрические головки имеют возможность поочередной установки их на оптическую ось с помощью расположенного после матового рассеивателя диска, имеющего возможность вращения.