Устройство для оценки функционирования оптикоэлектронных координаторов пассивных оптикоэлектронных следящих систем

Нредлагаемое устройство (полезная модель) относится к области электронного приборостроения и может быть использовано как для исследования в лабораторных условиях опытных образцов, так и для проверки и юстировки в цеховых условиях электронных координаторов оптикоэлектронных следящих систем (ОЭСС) пассивного типа.
Известно устройство 1, содержащее последовательно соединенные источник некогерентного излучения, имитатор параллельного пучка, диспергирующую призму, диафрагму, наклонное зеркало, полупрозрачную пластину, динамический стенд, аналого-цифровой преобразователь и блок регистрации и обработки результатов измерений, содержащий последовательно соединенные оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), вычислительное устройство и блок сравнения, выход которого является выходом устройства, к другому входу динамического стенда подключен привод дискретного вращения, содержащий последовательно соединенные интегратор, квантователь уровня и реверсивный двигатель постоянного тока, другой вход которого соединен с фиксатором.
Устройство 1 предназначено для проверки функционирования и измерения параметров многосекционных фотоприемных устройств ОЭСС полуактивного типа посредством снятия спектральных характеристик каждого отдельного элемента и определения на их основе допустимого значения интегральной пропускной способности фотоприемного устройства в целом. Таким образом, описываемое устройство не предназначено для проверки и юстировки оптических систем оптикоэлектронных координаторов ОЭСС пассивного типа.
Наиболее близким по технической сущности и по числу общих признаков является устройство 2 (прототип), содержащее динамический стенд, в состав которого входят блок регистрации и обработки результатов измерений, система подачи азота, последовательно соединенные источник ИК-излучения, диафрагма, имитатор параллельного пучка излучения и полупрозрачная пластина, последовательно соединенные источник некогерентного излучения, другой имитатор параллельного пучка излучения и наклонное зеркало, выход которого соединен с другим входом полупрозрачной пластины, поворотный стол, содержащий индуктивный датчик, последовательно соединенные контактно-зажимное устройство, блок съемных колец и блок вращения, к входу которого подключена система подачи азота, индуктивный датчик положения через блок регистрации и обработки результатов измерения соединен с другим входом блока съемных колец, привод дискретного вращения, содержащий последовательно соединенные блок управления, электропривод
переменного тока и редуктор, выход которого соединен с входом динамического стенда.
Устройство 2 предназначено для измерения обобщенных параметров ОЭСС в условиях имитации угловой скорости слежения при различных значениях углов пеленга и не предназначено для юстировки оптического тракта и измерения обобщенных характеристик оптикоэлектронных координаторов.
Одним из основных и наиболее сложных узлов ОЭЭС является оптикоолектронный координатор. В его состав входит трехстепенной гироскоп, одновременно являющейся частью оптической схемы координатора. Разрешающая способность ОЭСС, в частности, зависит от точности юстировки оптического тракта координатора т.е. насколько точно изображение источника излучения в фокальной плоскости объектива координатора совмещено с плоскостью фотоприемного устройства. Важнейшими обобщенными характеристиками координатора являются пороговая энергическая освещенность по основному каналу, величина зоны нечувствительности основного канала, взаимное расположение угловых полей и фаза сигналов основного и вспомогательного каналов оптикоэлектронного координатора при прохождении всего поля зрения оптической системы.
Основной задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является достижение возможности юстировки
оптической системы оптикоэлектронного координатора для ОЭСС и измерения его обобщенных параметров.
Для достижения поставленной задачи в устройство, выбранное в качестве прототипа и содержащее поворотный стол, с установленными на нем контактно-зажимным устройством и индуктивным датчиком положения, выход которого соединен с входом блока регистрации и обработки результатов измерения, систему подачи азота, полупрозрачную пластину, последовательно соединенные источник ИК-излучения, диафрагма и имитатор параллельного пучка, последовательно соединенные источник некогерентного излучения, другой имитатор параллельного пучка и наклонное зеркало дополнительно введены неподвижный стол, привод горизонтального перемещения, провод вертикального перемещения, датчик угловых перемещений, дополнительный поворотный стол, узел перемещения параболического зеркала, преобразователь линейного перемещения параболического зеркала, катушка имитации угловой скорости, усилитель мощности, электронный блок, последовательно соединенные дополнительное наклонное зеркало, оптический коммутатор,контрзеркало и
параболическое зеркало, последовательно соединенные дополнительный источник некогерентного излучения, спектральный фильтр, дополнительная диафрагма, контрзеркало и другое параболическое зеркало, при этом вход дополнительного наклонного зеркала подключен к выходу наклонного зеркала, узел перемещения параболического зеркала
соединен с другим входом параболического зеркала, выход которого подключен к полупрозрачной пластине, к другому входу которой подключен выход другого параболического зеркала, другой выход параболического зеркала подключен к входу преобразователя линейных перемещений параболического зеркала, привод горизонтального перемещения подключен к входу дополнительного поворотного стола, другой вход которого соединен с выходом привода вертикального перемещения, выход дополнительного поворотного стола подключен к входу датчика угловых перемещений, выход которого соединен с входом блока регистрации и обработки результатов измерений, другой вход которого соединен с выходом индуктивного датчика положения, выход блока регистрации и обработки результатов измерений через усилитель мощности соединен с входом катушки имитации угловой скорости, другой выход блока регистрации и обработки результатов измерений через последовательно соединенные электронный блок и контактно-зажимное устройство подключен к разъему оптикоэлектронного координатора, другой вход контактно - зажимного устройства через систему подачи азота соединен с выходом блока регистрации и обработки результатов. Выполнение технической задачи, поставленной при создании предлагаемого устройства (полезной модели), стало возможным благодаря следующему.
iJ5
поворотного стола определяется зона нечувствительности, а с помощью датчика линейных перемещений и блока регистрации определяется ее величина. При посредстве узла перемещения параболического зеркала осуществляется возможность изменения геометрии выходного пучка излучения и, следовательно перемещение изображения источника излучения вдоль оптической оси координатора. С целью юстировки оптического тракта и с помощью преобразователя линейных перемещений определяется метрическое значение величины смещения фотоприемника для точной фокусировки на его поверхности изображения источника излучения. С помощью дополнительного источника некогерентного излучения, спектрального фильтра, дополнительной диафрагмы второго контрзеркала и второго параболического зеркала формируется оптический сигнал для вспомогательного канала, разнесенный по времени появления с сигналом основного канала, сформированным от источника ИК-излучения. Таким образом, появляется возможность оценить фазовые соотношения указанных сигналов при прохождении их через все поле зрения оптической системы координатора. Усилитель мощности и катушка имитации угловой скорости позволяют имитировать угловую скорость линии визирования и проверять качество слежения без вращения основания стенда.
Таким образом, совокупность указанных выше отличительных признаков позволяет решить поставленную задачу - измерение основных
К/
обобщенных характеристик оптикоэлектронных координаторов и осуществить возможность юстировки онтического тракта.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 представленаблоксхемапредлагаемогоустройства
Устройство для оценки функционирования оптикоэлектронных следящих систем содержит неподвижное основание 1, с установленным на нем поворотным столом 2, содержащим последовательно соединенные источник некогерентного излучения 3, спектральный фильтр 4, диафрагму 5, контрзеркало 6, параболическое зеркало 7 и полупрозрачную пластину 8. Последовательно соединенные источник ИК-излучения 9, диафрагму 10, имитатор параллельного пучка 11, оптический коммутатор 12, контрзеркало 13, параболическое зеркало 14, выход которого соединен с другим входом полупрозрачной пластины 8. Последовательно соединенные источник некогерентного излучения 15, имитатор параллельного пучка 16, наклонное зеркало 17 и наклонное зеркало 18, выход которого подключен к другому входу оптического коммутатора 12. Узел перемещения параболического зеркала 19 соединен с другим входом параболического зеркала 14, другой выход которого соединен с входом преобразователя линейных перемещений 20. Привод горизонтального перемещения 21 соединен с входом поворотного стола 2, другой вход которого соединен с выходом привода вертикального перемещения 22, при этом выход поворотного стола 2 через датчик линейных перемещений 23 соединен с входом блока регистрации и обработки результатов измерений
24, выход которого через усилитель мощности 25 подключен к катушке имитации угловой скорости 26. Поворотный стол 27, содержащий индуктивный датчик положения 28, выход которого соединен с другим входом блока 24, контактно-зажимное устройство 29 через электронный блок 30 соединено с дополнительным входом блока 24, при этом другой выход блока 24 через систему подачи азота 31 соединен с входом контактно-зажимного устройства 29.
Устройство для оценки функционирования оптикоэлектронных координаторов пассивных ОЭСС работает следующим образом.
Проверяемый координатор устанавливается и крепится в контактнозажимном устройстве 29. Па входы координатора от электронного блока 30 через контактно-зажимное устройство 29 подаются необходимые напряжения питания и переменное напряжение для разгона ротора гироскопа. С помощью индуктивного датчика 28 измеряется текущее значение оборотов гироскопа. Когда значение оборотов гироскопа достигнет порогового значения, блок 24 отключает напряжение разгона и одновременно формирует управляющий сигнал, поступающий на вход электронного блока 30, который включает входящую в его состав систему стабилизации оборотов ротора гироскопа координатора. После раскрутки гироскопа, гироскоп находится в режиме электрического арретирования.
В качестве источника инфракрасного излучения 9 используется абсолютно черное тело (АЧТ). С помощью диафрагмы 10 производится нормирование потока ИК-излучения, которое через имитатор
параллельного пучка 11 поступает на один из входов оптического коммутатора 12. На другой вход оптического коммутатора 12 поступает излучение от источника некогерентного излучения 15 через имитатор параллельного пучка 16 и наклонные зеркала 17 и 18. Работа координатора от источником ИК-излучения 9 требует обязательного охлаждения фотоприемника основного канала сжатым азотом, подаваемым в координатор от системы подачи азота 31, поэтому при юстировке и проверке параметров не связанных с пороговой чувствительностью используется источник некогерентного излучения 15, что является более технологичным. Коммутация указанных источников осуществляется оптическим коммутатором 12. С выхода коммутатора 12 оптический сигнал через контрзеркало 13 и параболическое зеркало 14 поступает на полупрозрачную пластину 8. На полупрозрачной пластине 8 осуществляется суммирование одного из указанных оптических сигналов с оптическим сигналом вспомогательного канала, поступающим на полупрозрачную пластину 8 от источника некогерентного излучения 3 через спектральный фильтр 4, диафрагму 5, контрзеркало 6 и параболическое зеркало 7. При этом в фокальной плоскости фотоприемника координатора изображение источника излучения 3 оптически не совмещено по углу с изображением излучения от источника 15 либо от источника 9. Поскольку фотоприемники выполнены в виде клинообразной полоски вращающейся вместе с ротором гироскопа, сигналы с выхода фотоприемника координатора при оптически не
совмещенных изображениях будут представлять собой импульсы, сдвинутые на некоторый фазовый угол.
При работе от источника излучения 15 с помощью приводов 21 и 22 горизонтального и вертикального перемещения поворотного стола 2 изображение источника наводится в центр зоны нечувствительности, что регистрируется блоком 24. При горизонтальном повороте стола 2 с помощью датчика угловых перемещений блок 24 определяет и регистрирует величину зоны нечувствительности.
При работе от источников излучения 3 и 15 при горизонтальном повороте стола 2 блок 24 измеряет и регистрирует изменение фазы сигналов, получаемых от изображения источника излучения в фокальной плоскости объектива, совмещенной с плоскостью фотоприемника при прохождении их через все поле зрения координатора.
При проверке пороговой энергетической освещенности по основному каналу (пороговой чувствительности) через полупрозрачную пластину 8 на вход координатора поступает излучение только от источника ИКизлучения 9. Изображение ИК-излучения в фокальной плоскости объектива, совмещенной с плоскостью фотоприемника, перемещается с помощью приводов 21 и 22 в зону нечувствительности оптической системы координатора. По сигналу с выхода блока 24 через систему подачи азота 31, получаемого методом газификации из жидкого азота, через контактно-зажимное устройство 29 на входной клапан координатора под давлением поступает газообразный азот, который за счет
/noQ J3  ШЛ/
адиабатического расширения понижает температуру в полости, в которой расположен фотоприемник основного канала. Через время равное шести секундам фотоприемник основного канала выходит на рабочий режим. Блок 24 отключает подачу азота и одновременно формирует сигнал, через усилитель мошности 25 поступающий на обмотку катушки 26. Этот сигнал, воздействуя на магнитный ротор гироскопа координатора, создает уводящий момент и выводит изображение источника ИК-излучения в плоскости фотоприемника основного канала из зоны нечувствительности, создавая имитацию угловой скорости слежения. Электрический сигнал с выхода фотоприемника через контактно-зажимное устройство 29 и электронный блок 30 поступает на вход блока 24. Понижая с помошью диафрагмы 10 мощность энергетического потока PIK-излучения от источника 9, определяется пороговая энергетическая освещенность (пороговая чувствительность) основного канала, при которой отслеживается заданная угловая скорость перемещения линии визирования.
-
12
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ 1.Российская Федерация, свидетельство МПК: G01 Ml 1/00, О11убл.1999 г. 2.Российская Федерация, свидетельство МПК: G 01D 3/00, опубл. 2002 г. на полезную модель N 12248 на полезную модель N 25594,