Компаратор-микрофотометр Советский патент 1978 года по МПК G01J1/44 

1

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 компараторы-микрофотометры, используемые в спектрометрии и астрономии пля обработки большого объемаинформации, зарегистрированной на фотопластинке, (фотопленке) ,

Наиболее.близким ..по технической сущности к предлагаемому устройству является компаратор-микрофотометр 2. . Он содержит осветитель, каретку, цифровой измеритель перемещений, микроскоп, светоделитель, экран визуального наблюдения, осциллограф, устройство наведения на линию на фотопластинке, измеритель почернения и регистратор цифровой информации, Устройст во наведения на линию на фотопластинке состоит из вращающейся стеклянной пластиики ц сканирования изображения, формирователя напряжепия горизонтальной развертки осциллографа, щели и ФЭУ, выход которого соединен. со входом вертикального отклонения осциллограс{)а. Измеритель почернения состоит из узкой зеркальной полоски на экране визуального наблюдения, отдельных щели и ФЭУ и .аналогог-цифрового преобразователя постоянного напряжения, предназначенного для цифровой оценки почернения.

Точность наведения на линию на фотопластинке в таком Компараторе-микрофотометре ограничивается механическими вибрациями, создаваемыми приводом вращения к самой вращающейся стеклянной пластинкой прч сканировании оптического изображения.

Кроме того, использование дополнительных оптических элементов (узкой зеркальной полоски на экране визуального наблюдения, отдельных щели и ФЭУ), в измерите-. ле почернения приводит к усложнению оптической схемы компаратора-микрофотометра и необходимости дополнительных юстировок.

Целью настоящено изобретения является повыше)1ие точности наведения на линию на фотопластинке в компараторе-микрофотометре. Другой целью изобретения является упрощение оптической схемы компараторамикрофотометра, Для достижения первой дели в известный KO паратор микрофотометр, содержащий осветител каретку видовой измеритель перемещений, м кроскои, светоделитель,экран визуального на блюдения щель, осциллограф, измеритель почер нения и регистратор цифровой информапии, вве дены щелевой диссектор с впек ростатичеокими фокусировкой я отклонением, установле ный за шелью и блок разверток и синхронизаШШг причем одни выход блока разверток и. синхронизации подключен к отклоняющим пластинам щелевого диссектора, второй соеаинен со входом системы горизонтального отклонения осциллографа, а выход щелевого диссектора соединен со входом системы вертикального отклонения- осциллографа. Введение в компаратор-микрофотометр фотоэлектронного устройства наведения на линию На фотопластинке свободного в принципе своем от механических вибраций, приводит к повышению точности и наведения на линию на фотопластинке. Вторая-дель достигается тем, что в пред лагаемом компаратррег-микрофотометре измеритель почернения выполнен на базе анало гового ключа, подключенного к вькоду щелевого диссектора и импульсного цифрового вольтметра, подключенного к выходу аналогового ключа, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с выходом синхронизации блока раверток и синхронизации, а выход импульсного цифрового вольтметра подключен- к регистратору цифровой информа ции. Исключение дополнительных оптических элементов (узкой зеркальной полоски На экране визуального наблюдения, отдельных шелй и ФЭУ), требующих юстировки и испол зование электронных устройств для изме, рения «очернения приводит к упрощению опти ческой схемы компаратора-микрофотометра, На фиг, 1 показана блок-схема лредлага емого компаратора-микрофотометра; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу, Компарато микр6фотометр (фиг. 1) содержит осветитель 1, каретку 2 с помещенной на ней фотопластинкой 3 и цифровой изм ритель 4 перемещений каретки 2. Микроскоп 5 и светоделитель 6, предназначены для создания двух оптических изображений: одного в пл оскостя экрана 7 визуального наблюдения, а второго на поверхности фотокатода щелевого диссектора 8 с электростатическими фокусировкой и отклонением (дале для сокращения текста - щелевой диссектор 8), помещенного за щелью 9 н предназначенного для сканирования оптического изображения фотопластинки 2 и преобразования распределения освещенности на поверхности фотокатода в электрический сигнал. Выход щелевого диссектора 8 соединен со Входом вертикального отклонения осциллографа 1C, а его отклоняющие пластины подключены к,.выходу развертки диссектора блока 11 разверток и синхронизации, предназначенного для создания периодически изменяющихся и синхронизованных напряжений разверткч щелевого диссектора 8 и горизонтальной развертки осциллографа 10 и синхроимпульсов, соответствующих центру сканируемого участ-. .ка. Вход горизонтального отклонения ос1Шллографа 1О соединен с выходом развертки осциллографа 1 блока 11 разверток и синхронизации. Аналоговый ключ 12, подключенный к выходу щелевого диссектора 8 и импульсный цифровой вольтметр 13, подключенный к вьпсоду аналогового ключа 12, предназначены для цифрового измерение почернения фотопластинки 3, Управляющий вход аналогового ключа 12 соединен с выходом синхронизации блока 11 разверток и синхронизации. Выходы кодов ци4рового измерителя 4 перемещений и импульсного цифрового вольтметра 13 подключены к регистратору 14 цифровой информации. Компаратор-микрофотометр работает следующим образом. Осветитель 1 освещает вьйранный оператором участок .фотопластинки 3, помещенной на каретке 2. С помощью микроскопа 5 и светоделителя 6 образуются два оптических изображения, одно, для удобства оператора, в плоскости экрана визуального наблюдения 7, другое на поверхности фотокатода щелевого диссектора 8. Щель 9, помещенная перед фотокатодом щелевого диссектора 8, вырезает из оптического изображения вь1бранного оператором участка фотопластинки 3, интересующий участок изображения возле линии. Наведение ла линию в предлагаемом компараторе-микрофотометре основано на том, что за каждый период развертки щелевого диссектора 8, оптическое изобраи ение линии сканируется щелевым диссектором 8 дважды в двух направлениях - прямом и обратном, а горизонтальная развертка осциллографа 10, синхронизованная с разверт кой щелевого диссектора 8, происходит дважды, но в одном направлении. Для этого необходимо чтобы период горизонтальной развертки осциллографа Юбыл в два раза меньше периода развертки щелевого диссектора 8, В качестве таких напряжений могут быть взяты, например, синусоидальное напряжение U (фч1, 2) развертки шел& вого диссектора 8 и полученное синхронным детектириванием со сдвигом фаз 90 напряжение .IJ2 горизонтальнойч.развертки осциллографа 10. Для. сканирования оптического изображе ния напряжение U подается с выхода развертки диссектора блока 11 разверток и синхронизации на отклоняющие пластины щелевого диссектора 8. Напряжение и, периодически изменякацееся во времени в соответствии с распределением освещенност по поверхности фотокатода, с выхода щел&твого диссектора 8 подается на вход -вертикального отклонения осциллографа 10. Напряжение U2 снимаемое с вьлода раа вертки осциллографа блоке 11 разверток и синхронизации осущес-галяет горизонтальную развертку осциллографа 10. Если изображение линии находится не в центре сканируемого участка, то на экране осциллогра фа 1О будут видны два контура этой линии, являющиеся зеркальными иэображениями друг друга относительно центра сканируемо участка. Перемещением каретки 2 с фотопластинкой 3 оператор может вывести оп тическое изображение линии точно в центр сканируемого щелевым диссектором 8 y4acT ка оптического изображения. Тогда два контура выбранной оператором линии сольют ся на экране осциллографа 1О, что соот ветствуетточному наведению на.линию на фотопластинке. Для измерения почернения фотопластинки 3, напряжение УЗ с выхода щелевого диссектора 8 поступает на сигнальный вход аналогового ключа .12, пропускающего напряжение на выход только в моменты . времени, соответствующие центру сканируем го щелевым диссектором 8 участка оптического изображения и задаваемые синхроимпульсами 1/4 1 поступающими с вькода синхронизации блока 11 разверток и синхро низации на управляющий Вход аналогового ключа 12. Длительность синхроимпульсов и выбирается малой по сравнению с дли тельностью электрического сигнала линии. С выхода аналогового ключа 12 на вход импульсного цифрового вольтметра 13 пост пают импульсы напряжения U амплитуда которых Соответствует освещенности: фо токатода щелевого диссектора 8 в центре сканируемого участка. Перемещением каретки 2 оператор осуществляет наведение на выбранную линию по сравнению контуров линии на экране осц лографа 1О. Это перемещение измеряется цифровым измерителем 4 перемещений. По команде оператора импульсный цифровой вольтметр 13 измеряет амплитуду им.поступающих на его вход. пульсов а регистратор 14 цифровой информации регистрирует цифровые коды с выходов кодов цифрового измерителя 4 перемещений и импульсного цифрового вольтметра 13. В качестве регистратор информации могут быть использованы перфоратор, цифропечатающее 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 . U раэвертки щелевого диссектора 8 линия Л сканируется щелевык диссектором 8 дважды в прямом и обратном направлениях, а горизонтальная развертка осциллографа происходит дважды, но в одном направлении (напряжение 2 ). В положении точного наведений на линию из напряжения U с помощью синхроимпульса U будет вырезан центр линии-напряжение U (фиг.2).. В предлагаемом компараторе-микрофотометре точность наведения на линию расположена в пределе 0,2 мкм для линий шириной 10 мкм и ограничивается лишь шумами электрического сигнала на выходе щелевого диссектора. Точность измерения почернет ния этих линий около 10%. Время, затрачиваемое на компарирование и фотометрированив фотопластинок с регистрацией цифровой информации, при обработке нескольких сотен линий уменьщается в 5-10 раз по сравнению с обычными измерениями вручную на компа- оаторах и микрофотометрах. Формула изобретения Компаратор-микрофотометр, содержащий осветитель, каретку, цифровой измеритель перемещений, микроскоп, светоделитель, экран визуального наблюдения, щель, осциллограф, измеритель почернения,- регистратор дифроБой информации, отличающ и и с я тем, что, с целью ; повышения точности наведения на линию фотопластинки, в него введены щелевой диссектор с электростатическими фокусировкой и отклонением, установленный за щелью- и блок разверток и синхронизации, причем один выход блока разверток и -синхронизации подключен /к отклоняющим пластинам щелевого диссектора, второй соединен со входом системы горизонтального отклонения осциллографа, вькод щелевого диссектора соединен со входом системы вертикального отклонения осцил- .логра а, а измеритель почернения выполнен

на базе аналогового ключа, подключенного к выходу щелевого диссектора, и импульсного цифрового вольтметра, подключенного к выходу аналогового ключа, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с выходом синхронизации блока разверток и синхронизации, а выход импульсного цифрового вольтметра подключен к регистратору цифровой информации.

Источники информации, принятые во внимание пои экспертизе:

1./Компараторы - микрофотометры серии

ж./„ :ьгжгсй ; -; 2.Компаратор - микрофотометр , Арр6., Sci.Res.Section В,-19 64,voe. 1-1,р.293-309.

fO

(риг 1

/