RU2036420C1

RU2036420C1 - Goniometer optical system

Info

Publication number: RU2036420C1
Authority: RU
Inventors: Петр Тимофеевич Добрынин; Тимофей Петрович Старцев
Original assignee: Петр Тимофеевич Добрынин; Тимофей Петрович Старцев
Priority date: 1991-04-02
Filing date: 1991-04-02
Publication date: 1995-05-27

Abstract

FIELD: geodesic instrumentation engineering. SUBSTANCE: goniometer optical system has telescope with optical micrometer, horizontal dial, microscope, three-section divider, wedges 2(5), 3(2), (2), truncated by biprisms 1(2) and 1(1). EFFECT: enhanced operational reliability. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к приборам для угловых измерений типа теодолитов и гониометров. The invention relates to geodetic instrumentation, in particular to devices for angular measurements such as theodolites and goniometers.

При угловых измерениях в приборах, сделанных по классической схеме, процесс измерений состоит из двух операций: визирования зрительной трубой на цель и отсчета по штрихам угломерного лимба. Из-за временного интервала между этими операциями происходит смещение зрительной трубы (так называемое последействие пружины наводящего винта). In angular measurements in devices made according to the classical scheme, the measurement process consists of two operations: sighting the telescope on the target and counting along the strokes of the goniometric limb. Due to the time interval between these operations, the telescope is displaced (the so-called aftereffect of the guide screw spring).

Известно устройство по патенту Германии N 167069, в котором лимб изготовлен из прозрачного материала и проходит непосредственно через фокальную плоскость зрительной трубы. В этом устройстве отсчет по лимбу производится наблюдаемым объектом, что исключает временной интервал между двумя операциями. A device is known according to German patent N 167069, in which the limb is made of a transparent material and passes directly through the focal plane of the telescope. In this device, the countdown along the limb is made by the observed object, which excludes the time interval between two operations.

Однако такое устройство не позволяет производить измерения горизонтальных углов между объектами, расположенными на разных зенитных расстояниях. However, such a device does not allow the measurement of horizontal angles between objects located at different zenith distances.

Известно устройство теодолита, в котором изображение штрихов лимба оптическим путем передается в поле трубы. Оптическая система угломерного устройства содержит зрительную трубу с оптическим микрометром, горизонтальный лимб и микроскоп, изображающий диаметрально противоположные штрихи лимба в поле окуляра зрительной трубы. A device for the theodolite is known in which the image of the strokes of the limb is transmitted optically to the field of the pipe. The optical system of the goniometer device contains a telescope with an optical micrometer, a horizontal limb and a microscope depicting diametrically opposite strokes of the limb in the field of the eyepiece of the telescope.

В известной оптической системе диаметрально противоположные штрихи лимба изображаются в одной половине поля зрения окуляра рядом, образуя биссектор. При визировании объект помещают в другой половине поля зрения окуляра вплотную к линии раздела на середине расстояния между штрихами. In the known optical system, diametrically opposite strokes of the limb are depicted in one half of the field of view of the eyepiece nearby, forming a bisector. When sighting the object is placed in the other half of the field of view of the eyepiece close to the dividing line in the middle of the distance between the strokes.

Недостатком такого устройства является несимметричное расположение объекта относительно биссектора. При высокоточных измерениях, как известно из геодезии, объект целесообразно помещать в разрыв биссектора, что невозможно в известном устройстве. The disadvantage of this device is the asymmetric arrangement of the object relative to the bisector. In high-precision measurements, as is known from geodesy, it is advisable to place the object in the gap of the bisector, which is impossible in the known device.

Целью изобретения является повышение точности визирования при наведении на объект штрихов лимба. The aim of the invention is to increase the accuracy of sight when pointing to the object strokes of the limb.

Цель достигается тем, что усовершенствуется оптическая система угломерного устройства, содержащая зрительную трубу с оптическим микрометром, горизонтальный лимб и микроскоп, изображающий диаметрально противоположные штрихи лимба в поле окуляра зрительной трубы. The goal is achieved by improving the optical system of the goniometer device containing a telescope with an optical micrometer, a horizontal limb and a microscope depicting diametrically opposite strokes of the limb in the field of the eyepiece of the telescope.

Отличительными признаками предлагаемой оптической системы угломерного устройства является введение трехсекционного делителя поля зрительной трубы с горизонтально расположенными линиями раздела секций и центром средней секции на визирной оси зрительной трубы. Оптическая система микроскопа выполнена с проекцией диаметрально противоположных штрихов лимба в крайние секции делителя поля при одинаковом направлении их перемещения и изображения штрихов в виде биссекторов. Distinctive features of the proposed optical system of the goniometer device is the introduction of a three-section field divider of the telescope with horizontally arranged section lines and the center of the middle section on the sight axis of the telescope. The optical system of the microscope is made with the projection of diametrically opposite strokes of the limb into the extreme sections of the field divider with the same direction of their movement and the image of the strokes in the form of bisectors.

Трехсекционный делитель поля может быть выполнен в виде усеченных бипризм, причем ребра одной усеченной бипризмы установлены в фокальной плоскости зрительной трубы, а вторая усеченная бипризма расположена между фокальной плоскостью и оптическим микрометром объектива зрительной трубы и ее ребра параллельны первой. A three-section field divider can be made in the form of truncated biprisms, the edges of one truncated biprism being installed in the focal plane of the telescope, and the second truncated biprism located between the focal plane and the optical micrometer of the telescope objective and its edges are parallel to the first.

На фиг. 1 изображены основные элементы оптической системы угломерного устройства; на фиг. 2 поле окуляра зрительной трубы. In FIG. 1 shows the main elements of the optical system of the goniometer device; in FIG. 2 field of the eyepiece of the telescope.

На фиг. 1, 2 показаны усеченная бипризма 1, клинья 2 неподвижных блоков, клинья 3 подвижного блока, штрихи 4 и 5 лимба, изображение 6 наблюдаемого объекта, горизонтальная нить 7, отсчетные шкалы вертикального 8 и горизонтального 9 микрометров. In FIG. 1, 2, truncated biprism 1, wedges 2 of fixed blocks, wedges 3 of a movable block, strokes 4 and 5 of a limb, image 6 of an observed object, horizontal thread 7, reference scales of vertical 8 and horizontal 9 micrometers are shown.

Излучение от объектива зрительной трубы проходит последовательно клинья 2(5), 3(2), 2(2), центральные части усеченных бипризм 1(2) и 1(1). Radiation from the telescope lens passes sequentially wedges 2 (5), 3 (2), 2 (2), the central parts of the truncated biprisms 1 (2) and 1 (1).

Излучение от осветителя горизонтального круга через микроскоп (не показан) проходит от одной стороны лимба через клинья 2(4), 3(1), 2(1), верхнюю часть бипризмы 1(2) и нижнюю часть бипризмы 1(1). От другой стороны лимба излучение последовательно проходит клинья 2(6), 3(3), 2(3), нижнюю часть бипризмы 1(2) и верхнюю часть бипризмы 1(1). Radiation from the illuminator of the horizontal circle through a microscope (not shown) passes from one side of the limb through the wedges 2 (4), 3 (1), 2 (1), the upper part of the biprism 1 (2) and the lower part of the biprism 1 (1). From the other side of the limb, the radiation successively passes through wedges 2 (6), 3 (3), 2 (3), the lower part of the biprism 1 (2) and the upper part of the biprism 1 (1).

Оптическая система угломерного устройства работает следующим образом. The optical system of the goniometer device operates as follows.

Излучение от наблюдаемого объекта через объектив, клинья и бипризмы проходит в фокальную плоскость объектива зрительной трубы и строит изображение 6 наблюдаемого объекта. Излучение от лимба проходит микроскоп, клинья и бипризмы и строит изображение штрихов 4 и 5. Если изображения 4, 6 и 5 не совпадают, наблюдатель перемещает вдоль оси зрительной трубы блок призм 3(1), 3(2) и 3(3) до тех пор, пока изображения осей биссекторов 4 и 5 и оси наблюдаемого объекта не совпадут. При этом за счет разворота оснований клиньев 3(1) и 3(3) относительно клина 3(2) изображения штрихов и объекта движутся навстречу друг другу. За счет встречного движения изображений и расположения изображения объекта в разрыве биссектора, образованного штрихами 4 и 5 лимба, повышается точность визирования. Отсчет по микрометру производится по шкале 9 в том же поле зрительной трубы. Здесь же может быть и отсчетная шкала 8 вертикального круга, если наведение по вертикали произведено с помощью горизонтальной нити 7. The radiation from the observed object through the lens, wedges and biprisms passes into the focal plane of the telescope objective and builds an image 6 of the observed object. Radiation from the limb passes through a microscope, wedges and biprisms and builds the image of lines 4 and 5. If images 4, 6 and 5 do not match, the observer moves the block of prisms 3 (1), 3 (2) and 3 (3) along the axis of the telescope to as long as the images of the axes of the bisectors 4 and 5 and the axis of the observed object do not coincide. In this case, due to the rotation of the bases of the wedges 3 (1) and 3 (3) relative to the wedge 3 (2), the images of the strokes and the object move towards each other. Due to the oncoming movement of the images and the location of the image of the object in the gap of the bisector formed by strokes 4 and 5 of the limb, the accuracy of sight increases. The micrometer reading is made on a scale of 9 in the same field of the telescope. Here, there can also be a reference scale 8 of the vertical circle, if the vertical guidance is carried out using a horizontal thread 7.

Наиболее целесообразно применение предлагаемой оптической системы угломерного устройства в гониометрах. Выполнение условия равенства движений штрихов и наблюдаемого объекта, соответствующее формуле f_об' R ˙ v, где f_об' заднее фокусное расстояние объектива зрительной трубы; R радиус лимба; v увеличение микроскопа, в нем выполняется наиболее просто из-за большого размера лимба. Изменений наклона трубы можно избежать введением перед объективом отклоняющего устройства в виде телескопической линзы с перемещением по вертикали и отсчетам этого перемещения.The most appropriate application of the proposed optical system of the goniometer in goniometers. The fulfillment of the condition for the equality of strokes and the observed object, corresponding to the formula f _about 'R ˙ v, where f _about ' the rear focal length of the telescope lens; R is the radius of the limb; v an increase in the microscope, it is performed most simply because of the large size of the limb. Changes in the slope of the pipe can be avoided by introducing a deflecting device in the form of a telescopic lens in front of the lens with vertical movement and counts of this movement.

Claims

1. OPTICAL SYSTEM OF AN OXYGEN DEVICE, comprising a telescope with an optical micrometer, a horizontal limb and a microscope, characterized in that, in order to increase the accuracy of sight, a three-section telescope field divider with horizontally arranged section lines and the center of the middle section on the sight is introduced into it the axis of the telescope, and the optical system of the microscope is configured to project diametrically opposite strokes of the limb in the extreme section of the field divider with the same direction and and moving images in the form of strokes bisector.

2. The system according to claim 1, characterized in that the three-section field divider is made in the form of two truncated biprisms, and the edges of the first truncated biprism are located in the focal plane of the telescope objective, the second truncated biprism is located between the focal plane and the optical microscope of the telescope, and the ribs are parallel to the ribs of the first.

3. The system according to claim 1, characterized in that the optical micrometer is made of a three-section, optically coupled to a three-section field divider and a microscope with the ability to project diametrically opposite strokes of the limb through the extreme sections of the micrometer, and the object of sight through the middle section.

4. The system according to claim 3, characterized in that the three-section micrometer is made in the form of two fixed and one movable blocks along the optical axis of the telescope, each of which is made in the form of three consecutively placed optical wedges, the main sections of all wedges being located in the horizontal plane , the angles of the wedges of the fixed blocks are equal to half the angles of the wedges of the movable block, the extreme wedges of the blocks face the opposite side to the middle block, the middle wedges of the fixed blocks face Hovhan in one direction, and the middle wedge movable block in the opposite direction.