ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СЛЕДЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1967 года по МПК G01B11/06 

Фотоэлектрические устройства, оптическая схема которых включает цилиндрический объектив, щель, параллельную образующей цилиндр ического объектива, и фотоприемник с фокусирующей линзой, .известны.

Основным элементом предложенного фотоэлектрического следящего устройства является оптико-электронный датчик угловых перемещений с регулируемым полем зрения и чувствителвносгью, изменяющейся обратно пропорционально величине поля зрения. Он выполнен в виде четырех, соверщенно идентичных друг другу каналов, контролирующих положение наблюдаемого объекта в поле зрения в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В каждом канале между ЦИЛЕНдрическим объективом и :блоком юклееиных клиньев размещен экран со щелью, параллельной одному из катетов фотометрического клина, установленного с возможностью синхронного с экраном поворота вокруг оптической оси. Для а втоматического регулирования величины поля зрения устройства в зависимости от используемого режима (грубого или точного) слежения оно снабжено дополнительным фотоприемвиком.

На фиг. 1-5 представлены принципиальные оптико-электрониые схемы описываемого устройства. Оптическая 1схема каждого из каналов (|фиг. 1) содержит цилиндрические объективы 1/ и 2, экран 3 со щелью, блок склеенных |фотометрического 4 « прозрачного 5 клиньев, фокусирующий объектив 6 и фотоприемник 7. Каналы соединены попарно

(фиг. 2--1) так, что каждая пара обеспечивает контролирование поля зрения по одно11 из осей: или х, или у.

Экраны 3 со щелями, жестко связанные с блоками из склеенных фотометрического

и прозрачного клиньев в каждом канале, установлены с возможностью вращения вокруг осей, параллельных оптической оси устройства, и имеют кинематическую связь 8 с двигателем 9. При вращении экранов 3

меняется наклон щелей к сформированному цилиндрическими объектами изображению объекта, изменяя тем чувствительность соответствующего фотоприемника. Фотоприемники попарно соединенных каналов

включены по М01стовой схеме, так что сигнал рассогласования представляет собой разность двух сигналов, зависящих от углового перемещения объекта в поле зрения, от угла наклона щели к изображению объекта, от угла

при вершине |фотометрического клина (-причем, в каждой паре каналов фотометрические клинья развернуты по отнощению друг к другу на 180°, так что в одном из каналов сигнал изменяется от максимума К минимуму, а в v носги фото приемника и фокусного расстошшл фокусирующего объектива. Дополнительный фотоприемник 10 установлен с 1воз,мож«остью перемещения вдоль оптической оюи и синхронизировал с вращением экрано1В 3. Он обеспечивает «зменение величины ооля зрения устройства iC целью автоматичеохого перехода от грубого .режима слежения к более точному. В «оиструкции датчика экраны 3 могут занимать три фиксировалных положения, при этом щели образуют углы с образующей цилиндрического объектива соот1БетстБенно ai, 4-2, ссз (см. фиг. 2). Релей|кая схема управления представлена на фиг. 5. Ола содержит группу реле, микропереключатели //-13, тахогенератор 14, транзистор 15 и выпрямительный мост 16, 1соеднненпые в электросхему. Фиксированиым положениям экранов соответствуют микропереключатели 11-13, а сигналы для переключения режимов выдаютс на соответствующие реле Р, PZ, PZ и Р поляризованным реле PS типа РПС-20, которое срабатывает от тахогенератора 14 через тракзистор 15 при уменьшении скорости электропривода вдвое от максимальной. При отсутствик в поле зрения фотоприемиика 10 оЬъекта слежения реле Р, Р, PS и р4, обесточены, а якорь реле Р находится в исходном положении, т. е. в иижлем, что обеспечено действием разности токов /i-/2 - сраб где/г R- НЬГ АООМАобм Т к где / - сила тока, и„ - напряжение в цепи, обм-сопротивление обмотки реле, R - дополнительное сопротивлеиие ла выходе цепи ввиду того, что транзистор 15 недостаточно открыт из-за отсутствия ускорений во вращении двигателя Я отрабатывающего угловые рассогласовалия. При появлении ускорений во вращении двигателя 9, вызванных переходом в более грубые режимы слежения или потерей объекта в поле зрения устройства, замыкаются или размыкаются контакты реле РЬ Р2, РЯ и Pi в соответствующих комбила- 45 циях, .благодаря чему ток через це-пь проходит только в одном, вполне определенном лапра|Влении, включая тот или иной исполнительный орган привода. Например, .при появлении объекта слежения в поле зрения ф.ого- 50 приемника 10, перед которым может .быть установлен объектив, срабатывает реле Pi. Через нормально разомкнутые конта1кты реле PI и открытый микропереключатель //, который нажат .при грубом режиме, срабатывает 55 реле Р и самоблокируется. Якоря реле P,i переключаются в другую сторо.ну, подготовив цепь обратной полярности для обмотки управления Двигателя 9. В усилительном калале

системы регулирования сразу появляется большой сигнал, что вызывает резкий скачок скорости электропривода -вплоть до максимальной по кривой разгона. Момент переклю3035 40

60 подклЮчен к релеииои схеме, управляющей его перемещением вдоль оптической оси, синхронизированным с вращением экранов со щелями и блоком клиньев. чения обычло берется иа участке понижения скорости на определенном участке и, следовательно, релейное устройство на участке разгола будет отключено. Сипнал с выходной диагонали моста через дифференцирующую J C-цепочку подается ла реле Р только при ускорении вращения, при этом сигнал по скорости от тахогенератора 14 подается на транзистор 15 через выпрямительный мост 16.. назначение которого объясняется необходимостью сохранения принципа работы релейного устройства при разлых направлениях вращения. На участках полижения окоросги величина ускорения меньше, чем ла участке разгола, а в среднем и точном режимах ускорение на этих участках увеличивается. Поэтому в целях исключения обратного срабатывания реле PZ от отрицательных ускорений в цепи (реле PZ выключен диод. Аналогичло работают все другие реле. Благодаря примелению лаклонлых щелей и автоматическому изменению угла наклона щелей относительно изображения, фотоэлектрическое устройство может переключаться из грубого режима с большим лолем 31рения в оолее точные режимы с меньшими полями зрения при одновременном ловышении чувствительности устройства. При лотере объекта поле зрения автоматически расширяется до захвата его в более широком поле зрения, если и здесь не произойдет захвата цели, то поле зрения продолжает автоматически расширяться до максимально возможного, что обеспечивает большой диапазон углов работы фотоэлектрического устройства. Предмет изобретения 1. Фотоэлектрическое следящее устройство, содержащее датчик угловых -перемещений, Быполненлый в виде двух пар электроннооптических каналов, оптическая схема каждого из которых состоит из цилилдричеокого объектива, блока из склеенных фотометрического и прозрачного клиньев и лиизы, фокуспрующей сформированное изображение объекта на фотоприемник, релейную схему и исполнительныи механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, IB каждом из электрон1нооптических каналов между цилиндричеок им объективом и блоком склеенлых клиньев размещен экра1Н со щелью, параллельной одному из катетов фотометрического клина, установленного с возможностью синхроллого с экраном поворота вокруг оптической .оси. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматической регулировки величины поля зрения, оно снаожено дополнительным фотоприемнико.м, выход которого

Риг t

J .

Риг Z

VuZ t

,

Vuz 5