[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2361183C2 - Device for measuring and calibrating directional pattern of light-emitting devices in plane - Google Patents

Device for measuring and calibrating directional pattern of light-emitting devices in plane Download PDF

Info

Publication number
RU2361183C2
RU2361183C2 RU2007119053/28A RU2007119053A RU2361183C2 RU 2361183 C2 RU2361183 C2 RU 2361183C2 RU 2007119053/28 A RU2007119053/28 A RU 2007119053/28A RU 2007119053 A RU2007119053 A RU 2007119053A RU 2361183 C2 RU2361183 C2 RU 2361183C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
source
emitter
amplifier
signals
coordinate
Prior art date
Application number
RU2007119053/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007119053A (en
Inventor
Владимир Иванович Савин (RU)
Владимир Иванович Савин
Георгий Георгиевич Раннев (RU)
Георгий Георгиевич Раннев
Юрий Владимирович Юханов (RU)
Юрий Владимирович Юханов
Владимир Леонидович Ашихмин (RU)
Владимир Леонидович Ашихмин
Сергей Федорович Огурцов (RU)
Сергей Федорович Огурцов
Евгений Сергеевич Огурцов (RU)
Евгений Сергеевич Огурцов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный открытый университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный открытый университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный открытый университет"
Priority to RU2007119053/28A priority Critical patent/RU2361183C2/en
Publication of RU2007119053A publication Critical patent/RU2007119053A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2361183C2 publication Critical patent/RU2361183C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: physics; measurement.
SUBSTANCE: proposed device has a radiation source, from which light flux passes through a calibrated coordinate-modulating measuring scale and a slit diaphragm to the photodiode of the radiation source, connected through a converter, amplifier, low-pass filter and a level comparator to a source of optical signals, part of which is incident on a photodetector, and the other part on a semiconductor radiation detector, connected through a converter, amplifier, low-pass filter and a preliminary amplifier with a terminal amplifier, from which pulse reference signals MARKS are fed into a computer. At the base of the device, there is a motor with transmission and a measuring scale with terminal switches, connected to a STROBE signal shaper, where the STROBE signals are fed into the computer. There is a disc of a rotating device, which is rotated about a vertical axis. On the disc are mounted the radiation source, photodiode of the radiation source, a mobile electronic device, a rotating tripod with an optical signal radiator and a semiconductor radiation detector, left and right shutters for actuation of terminal switches. The measuring scale is part of a cylindrical surface, installed immovably and concentrically on the outer surface of the disc. The photodetector is mounted on an immovable tripod and is connected to the computer.
EFFECT: increased accuracy and reliability of measurement and calibration of directional patterns.
2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и калибровки диаграмм направленности светоизлучающих устройств, светодиодов, излучающих диодов инфракрасного диапазона волн и других светоизлучающих устройств оптического диапазона волн (фотоприемных устройств, фотодиодов), определения размеров и положения диаграмм направленности устройств.The invention relates to measuring equipment and can be used to measure and calibrate the radiation patterns of light-emitting devices, LEDs, infrared emitting diodes of the wavelength range and other light-emitting devices of the optical wavelength range (photodetectors, photodiodes), determine the size and position of the radiation patterns of the devices.

Аналогом заявляемого устройства для измерения диаграммы направленности фотоприемных устройств является электронно-оптическое устройство, содержащее источник излучения, оптический канал с модулятором оптического сигнала, приемник излучений, измерительную цепь [1].An analogue of the claimed device for measuring the radiation pattern of photodetector devices is an electron-optical device containing a radiation source, an optical channel with an optical signal modulator, a radiation receiver, a measuring circuit [1].

Недостатками аналога являются наличие сложной системы зеркал, линз в оптическом канале, сложность настройки, низкая надежность, недостаточная точность измерений, трудоемкость процесса измерений. Для обеспечения необходимой точности измерений оптический канал еще больше усложняется при разделении светового потока источника излучений на пучки с применением дополнительных зеркал, линз и измерении разности оптических сигналов.The disadvantages of the analogue are the presence of a complex system of mirrors, lenses in the optical channel, the complexity of the settings, low reliability, insufficient measurement accuracy, the complexity of the measurement process. To ensure the necessary measurement accuracy, the optical channel is even more complicated when dividing the light flux of the radiation source into beams using additional mirrors, lenses and measuring the difference of the optical signals.

Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого устройства является устройство для измерения диаграммы направленности, содержащее источник излучения, полупроводниковый приемник излучения, оптический канал с модулятором оптического сигнала, измерительный канал, отличающееся тем, что оптический канал включает фотодиод источника излучения и последовательно подсоединенные к нему преобразователь фототоков источника, усилитель сигналов источника, фильтр нижних частот источника, компаратор уровня, усилитель мощности сигналов источника и излучатель координатно-модулированных оптических сигналов, часть которых поступает на измеряемое устройство, с которого затем измеряемые сигналы поступают на ЭВМ, измерительный канал включает полупроводниковый приемник излучения, на который поступает другая часть координатно-модулированных оптических сигналов и к которому последовательно подключены преобразователь фототоков излучателя, усилитель сигналов излучателя, фильтр нижних частот излучателя, предварительный усилитель сигналов излучателя, оконечный усилитель, с которого импульсные эталонные сигналы «МЕТКИ» поступают на ЭВМ, модулятор в оптическом канале выполнен в виде аттестованной координатно-модулирующей измерительной линейки со щелевой диафрагмой, на концах линейки расположены два концевых выключателя, связанные с формирователем синхронизирующих сигналов «СТРОБ», которые подаются на ЭВМ, на основании устройства расположены мотор с приводом, электронное устройство формирователя сигналов и управления мотором, каретка с жестко закрепленными на ней источником излучения, фотодиодом источника излучений, электронным устройством каретки, излучателем координатно-модулированных оптических сигналов, полупроводниковым приемником излучений с двумя шторками, причем электронное устройство каретки связано с электронным устройством формирователя сигналов и управления мотором гибким соединителем и содержит источник тока, преобразователь фототоков источника, усилитель сигналов источника, преобразователь фототоков излучателя и усилитель сигналов излучателя, устройство содержит две направляющие, причем каретка выполнена с возможностью движения по двум направляющим (Патент RU 2274837 С2, МПК G01J 1/18 от 26.04.2004). Прототип не позволяет производить прямые измерения и калибровку диаграмм направленности светоизлучающих(фотоприемных) устройств F(φ), где F - амплитуда сигнала; φ - пространственный угол (например, угол азимута). Прототип не решает поставленной задачи самостоятельно, т.е. он представляет незаконченное техническое решение (приставку для измерений).The closest analogue (prototype) of the claimed device is a device for measuring the radiation pattern containing a radiation source, a semiconductor radiation receiver, an optical channel with an optical signal modulator, a measuring channel, characterized in that the optical channel includes a photodiode of the radiation source and a source photocurrent converter connected in series to it , source signal amplifier, source low pass filter, level comparator, power amplifier of source signals and from the emitter of coordinate-modulated optical signals, some of which is fed to the measuring device, from which the measured signals are then fed to the computer, the measuring channel includes a semiconductor radiation receiver, to which another part of the coordinate-modulated optical signals is fed, and to which the emitter photocurrent converter, an amplifier emitter signals, low-pass filter of the emitter, pre-amplifier of the emitter signals, terminal amplifier from which the imp “METKI” pulse reference signals are fed to a computer, the modulator in the optical channel is made in the form of a certified coordinate-modulating measuring ruler with a slit diaphragm, at the ends of the ruler are two limit switches connected to the “STROB” clock generator, which are fed to the computer, the base of the device contains a motor with a drive, an electronic device for a signal driver and motor control, a carriage with a radiation source fixed to it, and a source photodiode th, an electronic carriage device, an emitter of coordinate-modulated optical signals, a semiconductor radiation receiver with two shutters, the electronic carriage device connected to the electronic device of the signal conditioner and motor control by a flexible connector and contains a current source, a source photocurrent converter, a source signal amplifier, a photocurrent converter the emitter and the amplifier of the emitter signals, the device contains two guides, and the carriage is made with the possibility of two two-track rails (Patent RU 2274837 C2, IPC G01J 1/18 of 04/26/2004). The prototype does not allow direct measurements and calibration of radiation patterns of light-emitting (photodetector) devices F (φ), where F is the signal amplitude; φ is the spatial angle (for example, the azimuth angle). The prototype does not solve the problem on its own, i.e. it represents an unfinished technical solution (prefix for measurements).

По определению, диаграмма направленности передающих и приемных устройств - это зависимость амплитуды сигнала от пространственного углового направления.By definition, the radiation pattern of transmitting and receiving devices is the dependence of the signal amplitude on the spatial angular direction.

Прототип регистрирует зависимость изменения амплитуды сигнала по прямой линии (оси). Эта зависимость не является диаграммой направленности светоизлучающих устройств, светодиодов (фотоприемных устройств, фотодиодов).The prototype records the dependence of the change in the amplitude of the signal in a straight line (axis). This dependence is not a radiation pattern of light-emitting devices, LEDs (photodetectors, photodiodes).

Таким образом, прототип не может самостоятельно измерять диаграммы направленности F(φ) устройств.Thus, the prototype cannot independently measure the radiation patterns F (φ) of the devices.

Целью изобретения является создание законченного более простого устройства, позволяющего самостоятельно производить прямые измерения и калибровку диаграмм направленности светоизлучающих устройств; автоматически регистрировать и записывать диаграммы направленности в базы данных на ЭВМ.The aim of the invention is to create a complete simpler device that allows you to independently perform direct measurements and calibration of radiation patterns of light-emitting devices; automatically register and record radiation patterns in the computer database.

Заявляемое устройство для измерения и калибровки диаграмм направленности в плоскости позволяет решить следующие задачи:The inventive device for measuring and calibrating radiation patterns in the plane allows to solve the following tasks:

- производить прямые измерения и калибровку диаграмм направленности F(φ) светоизлучающих устройств, т.е. измерять амплитуду сигнала в зависимости от угла поворота диска поворотного устройства с жестко закрепленным светоизлучающим устройством;- make direct measurements and calibration of radiation patterns F (φ) of light-emitting devices, i.e. measure the amplitude of the signal depending on the angle of rotation of the disk of the rotary device with a rigidly mounted light emitting device;

- повысить точность и надежность измерений;- increase the accuracy and reliability of measurements;

- производить калибровку диаграммы направленности по угловому направлению в плоскости с точностью до 1/2 цены деления аттестованной координатно-модулирующей линейки;- calibrate the radiation pattern in the angular direction in the plane with an accuracy of 1/2 of the division price of the certified coordinate-modulating ruler;

- измерять диаграммы направленности как в горизонтальной, так и в вертикальной и других плоскостях путем поворота (вокруг оси на угол θ=90° или любое другое значение) и установки светоизлучающих устройств на треноге.- measure radiation patterns both in horizontal, vertical and other planes by turning (around the axis by an angle θ = 90 ° or any other value) and installing light-emitting devices on a tripod.

Решение поставленных задач достигается тем, что в устройстве двигатель своим приводом вращает диск поворотного устройства 8, движущийся вокруг вертикальной оси, на диске закреплено движущее электронное устройство 10, вращающаяся тренога с закрепленным излучателем 7 координатно-модулированных оптических сигналов, являющимся светоизлучающим измеряемым устройством, и полупроводниковый приемник излучения 5, жестко закреплены на диске поворотного устройства источник излучения 16 и фотодиод источника излучения 17, а аттестованная координатно-модулирующая измерительная линейка 1 является частью цилиндрической поверхности в виде изогнутой ленты, установленной неподвижно и концентрически с внешней цилиндрической поверхностью диска, на диске закреплены левая 6 и правая шторки 6, а фотоприемное устройство 35, являющееся зондом, установлено на неподвижной треноге 34 и последовательно соединено с преобразователем фототоков зонда 43, усилителем сигналов зонда 44, фильтром нижних частот зонда 45 и ЭВМ 39.The solution of these problems is achieved by the fact that in the device the engine rotates the drive of the rotary device 8, moving around a vertical axis, a moving electronic device 10, a rotating tripod with a fixed emitter 7 of coordinate-modulated optical signals, which is a light-emitting measured device, and a semiconductor radiation receiver 5, the radiation source 16 and the photodiode of the radiation source 17 are rigidly fixed to the disk of the rotary device, and the certified coordinates The o-modulating measuring ruler 1 is part of a cylindrical surface in the form of a curved tape mounted motionlessly and concentrically with the outer cylindrical surface of the disk, the left 6 and right curtain 6 are fixed to the disk, and the photodetector 35, which is a probe, is mounted on a fixed tripod 34 and sequentially connected to the probe photocurrent converter 43, the signal amplifier of the probe 44, the low-pass filter of the probe 45 and the computer 39.

На фиг.1 показана конструкция устройства, где обозначено:Figure 1 shows the design of the device, where indicated:

1 - калибровочная линейка по азимуту;1 - calibration ruler in azimuth;

2 - электронное устройство формирования сигналов и управления двигателем;2 - electronic signal conditioning and engine control device;

3 - правый концевой выключатель;3 - right limit switch;

4 - вращающаяся тренога светоизлучающего измеряемого устройства;4 - a rotating tripod of a light-emitting measured device;

5 - полупроводниковый приемник излучения;5 - semiconductor radiation receiver;

6 - шторки;6 - curtains;

7 - излучатель координатно-модулированных оптических сигналов, являющий светоизлучающим измеряемым устройством (далее излучатель);7 - emitter of coordinate-modulated optical signals, which is a light-emitting measured device (hereinafter emitter);

8 - диск поворотного устройства;8 - disk rotary device;

9 - гибкий соединитель;9 - flexible connector;

10 - электронное устройство поворотного устройства;10 - electronic device of the rotary device;

11 - левый концевой выключатель;11 - left limit switch;

12 - привод;12 - drive;

13 - основание;13 - base;

14 - двигатель;14 - engine;

15 - разъем подключения устройства к ЭВМ;15 - connector connecting the device to the computer;

16 - источник излучения (далее источник);16 - radiation source (hereinafter source);

17 - фотодиод источника;17 - source photodiode;

18 - щелевая диафрагма.18 - slotted diaphragm.

На фиг.2 показана структурная схема устройства (стрелками показано направление излучения), где обозначено:Figure 2 shows the structural diagram of the device (arrows indicate the direction of radiation), where indicated:

1 - линейка;1 - ruler;

2 - электронное устройство формирования сигналов и управления двигателем;2 - electronic signal conditioning and engine control device;

3 - правый концевой выключатель;3 - right limit switch;

5 - полупроводниковый приемник излучения;5 - semiconductor radiation receiver;

7 - излучатель;7 - emitter;

10 - электронное устройство поворотного устройства;10 - electronic device of the rotary device;

11 - левый концевой выключатель;11 - left limit switch;

14 - двигатель;14 - engine;

16 - источник;16 - source;

17 - фотодиод источника;17 - source photodiode;

18 - щелевая диафрагма;18 - slotted diaphragm;

19 - источник тока;19 - current source;

20 - преобразователь фототоков источника;20 - source photocurrent converter;

21 - преобразователь фототоков излучателя;21 - converter photocurrent emitter;

22 - усилитель сигналов источника;22 - source signal amplifier;

23 - усилитель сигналов излучателя;23 - amplifier signal emitter;

24 - фильтр нижних частот источника;24 - low-pass filter of the source;

25 - фильтр нижних частот излучателя;25 - low-pass filter of the emitter;

26 - компаратор уровня;26 - level comparator;

27 - предварительный усилитель сигналов излучателя;27 - a preliminary amplifier of the emitter signals;

28 - формирователь синхронизирующих сигналов «СТРОБ»;28 - generator of synchronizing signals "STROB";

29 - усилитель мощности сигналов источника;29 - power amplifier of the source signals;

30 - оконечный усилитель;30 - terminal amplifier;

31 - каскад согласования уровней;31 - cascade matching levels;

32 - электронное устройство управления двигателем.32 is an electronic engine control device.

33 - разъем треноги;33 - tripod connector;

34 - тренога фотоприемного устройства зонда34 - tripod photodetector probe

35 - фотоприемное устройство - зонд;35 - photodetector - probe;

36 - кабель соединителя;36 - connector cable;

37 - принятый сигнал;37 - received signal;

38 - излученный координатно-модулированный сигнал;38 - emitted coordinate-modulated signal;

39 - ЭВМ с монитором;39 - computer with a monitor;

40 - блок поворотного устройства с излучателем координатно-модулированных оптических сигналов, являющийся светоизлучающим измеряемым устройством и полупроводниковым приемником излучения;40 is a block of a rotary device with an emitter of coordinate-modulated optical signals, which is a light-emitting measured device and a semiconductor radiation receiver;

41 - сигнал «СТРОБ»;41 - signal "STROBE";

42 - сигнал «МЕТКИ»;42 - signal “LABELS”;

43 - пребразователь фототоков зонда;43 - probe photocurrent probe;

44 - усилитель сигналов зонда;44 - probe signal amplifier;

45 - фильтр нижних частот зонда.45 is a low-pass filter of the probe.

Конструкция устройства представляет и содержит следующее.The design of the device represents and contains the following.

Источник излучения 16, полупроводниковый приемник излучения 5, оптический канал с модулятором оптического сигнала, включающий фотодиод источника излучения 17 и последовательно подсоединенный к нему преобразователь фототоков источника 20, усилитель сигналов источника 22, фильтр нижних частот источника 24, компаратор уровня 26, усилитель мощности сигналов источника 29, соединенный с излучателем координатно-модулированных оптических сигналов являющимся светоизлучающим измеряемым устройством. Содержит фотоприемное устройство 35, являющееся зондом, на которое поступает часть координатно-модулированных оптических сигналов, установленное на неподвижной треноге 34 и последовательно соединенное с преобразователем фототоков зонда 43, усилителем сигналов зонда 44, фильтром нижних частот зонда 45 и ЭВМ 39. Содержит измерительный канал, включающий полупроводниковый приемник излучения 5, на который поступает другая часть координатно-модулированных оптических сигналов и к которому последовательно подключены преобразователь фототоков излучателя 21, усилитель сигналов излучателя 23, фильтр нижних частот излучателя 25, предварительный усилитель сигналов излучателя 27, оконечный усилитель 30, с которого импульсные эталонные сигналы «МЕТКИ» поступают на ЭВМ 39. На основании устройства 13 расположены двигатель 14 с приводом 12, электронное устройство формирования сигналов и управления двигателем 2, модулятор в оптическом канале с аттестованной координатно-модулирующей измерительной линейкой 1 со щелевой диафрагмой, являющейся частью цилиндрической поверхности в виде изогнутой ленты, установленной неподвижно и концентрически с внешней цилиндрической поверхностью диска, на концах линейки расположены два концевых выключателя 3, 11, связанные с формирователем синхронизирующих сигналов «СТРОБ» 28 и преобразователем уровней 31, с которого сигналы подаются на ЭВМ 39. Содержит движущееся электронное устройство поворотного устройства 10, связанное с электронным устройством формирования сигналов и управления двигателем 10 гибким соединителем 9, и содержит источник тока 19, преобразователь фототоков источника 20, усилитель сигналов источника 22, преобразователь фототоков излучателя 21 и усилитель сигналов излучателя 23. Двигатель 14 своим приводом 12 вращает диск поворотного устройства 8, движущийся вокруг вертикальной оси, на диске закреплено движущее электронное устройство 10, вращающаяся тренога 4 с закрепленными излучателем координатно-модулированных оптических сигналов 7, являющимся светоизлучающим измеряемым устройством, и полупроводниковый приемник излучения 5. Содержит жестко закрепленные на диске поворотного устройства источник излучения 16 и фотодиод источника излучения 17. На диске закреплены левая и правая шторки 6, а фотоприемное устройство 35, являющееся зондом, установлено на неподвижной треноге 34, а аттестованная координатно-модулирующая измерительная линейка 1 является частью цилиндрической поверхности в виде изогнутой ленты, установленной неподвижно и концентрически с внешней цилиндрической поверхностью диска 10, и последовательно соединено с преобразователем фототоков зонда 43, усилителем сигналов зонда 44, фильтром нижних частот зонда 45 и ЭВМ 39.A radiation source 16, a semiconductor radiation receiver 5, an optical channel with an optical signal modulator, including a photodiode of a radiation source 17 and a photocurrent converter of source 20, a signal amplifier of source 22, a low-pass filter of source 24, a comparator of level 26, a power amplifier of source signals 29, connected to the emitter of coordinate-modulated optical signals being a light-emitting measured device. It contains a photodetector 35, which is a probe, which receives a portion of coordinate-modulated optical signals mounted on a fixed tripod 34 and connected in series with the photocurrent converter of probe 43, signal amplifier of probe 44, low-pass filter of probe 45 and computer 39. Contains a measuring channel, including a semiconductor radiation detector 5, which receives another part of the coordinate-modulated optical signals and to which a photocurrent converter from the radiator 21, the signal amplifier of the emitter 23, the low-pass filter of the emitter 25, the pre-amplifier of the signals of the emitter 27, the terminal amplifier 30, from which the pulse reference signals "Tags" are fed to the computer 39. On the basis of the device 13 there are a motor 14 with a drive 12, an electronic device signal generation and engine control 2, a modulator in the optical channel with a certified coordinate-modulating measuring ruler 1 with a slit diaphragm, which is part of a cylindrical surface in the form of a curved axis You installed stationary and concentrically with the outer cylindrical surface of the disk, at the ends of the ruler are two limit switches 3, 11, connected to the synchronizing signal generator “STROB” 28 and the level converter 31, from which the signals are fed to the computer 39. It contains a moving electronic rotary device device 10, associated with an electronic device for generating signals and controlling the engine 10 with a flexible connector 9, and contains a current source 19, a photocurrent converter of a source 20, a signal amplifier the source 22, the photocurrent converter of the emitter 21 and the signal amplifier of the emitter 23. The motor 14 rotates the disk of the rotary device 8, moving around a vertical axis, a moving electronic device 10 is mounted on the disk, a rotating tripod 4 with fixed emitter of coordinate-modulated optical signals 7 , which is a light-emitting measured device, and a semiconductor radiation receiver 5. Contains a radiation source 16 and a photodiode rigidly mounted on the disk of the rotary device radiation source 17. The left and right shutters 6 are fixed on the disk, and the photodetector 35, which is a probe, is mounted on a fixed tripod 34, and the certified coordinate-modulating measuring ruler 1 is part of a cylindrical surface in the form of a curved tape mounted motionless and concentrically with the external the cylindrical surface of the disk 10, and is connected in series with the photocurrent converter of the probe 43, the signal amplifier of the probe 44, the low-pass filter of the probe 45 and the computer 39.

Заявляемое устройство работает следующим образом. Оператор запускает программу калибровки светоизлучающего измеряемого устройства 7 с помощью ЭВМ 39. При выполнении программы калибровки с ЭВМ 39 приходит команда «ПУСК», по которой с помощью электронного устройства управления двигателем 2 включается двигатель 14. Световой поток, создаваемый источником 16, при протекании через него постоянного тока I0 от источника тока 19 проходит между штрихами на линейке 1, щелевую диафрагму 18 и поступает на фотодиод источника 17. В зазоре между фотодиодом источника 17 и источником 16 промежутки между штрихами на линейке сменяются непрозрачными штрихами, происходит модуляция световых потоков по амплитуде с частотой 2 кГц. На фотодиод источника 17 поступают модулированные по амплитуде световые потоки. Диафрагма 18, прорезь которой параллельна штрихам на линейке 1, ограничивает фоновую засветку фотодиода 17 и увеличивает глубину модуляции. Токи фотодиода источника 17, возникающие под воздействием модулированных оптических сигналов, поступают в электронное устройство поворотного устройства 10, где с помощью преобразователя фототоков источника 20 преобразуются в напряжения U. Напряжения U с помощью усилителя сигналов источника 22 поступают по гибкому соединителю 9 в электронное устройство формирователя сигналов и управления двигателем 2 и после фильтра нижних частот источника 24 поступают на компаратор уровня 26. Фильтр нижних частот источника 24 ограничивает полосу пропускания частот. На второй вход компаратора уровня 26 поступает опорное напряжение U0. С выхода компаратора уровня 26 импульсы напряжения прямоугольной формы поступают на усилитель мощности сигналов источника 29, а затем на излучатель 7. Излучатель 7 размещен на вращающейся треноге 4, излучает оптический координатно-модулированный сигнал 38.The inventive device operates as follows. The operator starts the calibration program for the light-emitting measured device 7 using a computer 39. When the calibration program is run on a computer 39, the “START” command is received, by which the engine 14 is turned on using the electronic engine control device 2, when the light stream generated by the source 16 flows through it direct current I 0 from the current source 19 passes between the strokes on the line 1, the slit diaphragm 18 and enters the photodiode of the source 17. In the gap between the photodiode of the source 17 and the source 16, the gaps between the strokes n and the line is replaced by opaque strokes, the light flux is modulated in amplitude with a frequency of 2 kHz. The photodiode of the source 17 receives the amplitude-modulated light fluxes. The diaphragm 18, the slit of which is parallel to the strokes on the line 1, limits the background illumination of the photodiode 17 and increases the modulation depth. The photodiode currents of the source 17 arising under the influence of modulated optical signals are supplied to the electronic device of the rotary device 10, where, using the photocurrent converter of the source 20, they are converted to U voltages. The voltages U, through the signal amplifier of the source 22, are supplied through a flexible connector 9 to the electronic device of the signal conditioner and controlling the engine 2 and after the low-pass filter of the source 24 are fed to a level 26 comparator. The low-pass filter of the source 24 limits the passband frequencies. The second input of the comparator level 26 receives the reference voltage U 0 . From the output of the comparator level 26, the voltage pulses of a rectangular shape are fed to the power amplifier of the signals of the source 29, and then to the emitter 7. The emitter 7 is placed on a rotating tripod 4, emits an optical coordinate-modulated signal 38.

Незначительная часть оптической мощности излучателя 7 одновременно поступает на полупроводниковый приемник излучения 5, а затем после линейного усиления в виде напряжений импульсных эталонных сигналов «МЕТКИ» поступает на ЭВМ 39. Это происходит следующим образом: токи контрольного полупроводникового приемника излучения 5 сначала поступают в электронное устройство поворотного устройства 10, где с помощью преобразователя фототоков излучателя 21 преобразовываются в импульсы напряжений, эти напряжения поступают на усилитель сигналов излучателя 23, а затем на фильтр нижних частот излучателя 25. С выхода фильтра нижних частот излучателя 25 импульсы поступают на предварительный усилитель сигналов излучателя 27, затем на оконечный усилитель 30. Оконечный усилитель 30 обеспечивает необходимую мощность эталонных сигналов «МЕТКИ». При достижении диском поворотного устройства 8 крайних положений на линейке 1 срабатывают концевые выключатели 11 или 3. Срабатывание концевых выключателей 3 и 11 происходит при закрывании шторками 6 промежутка между оптопарами концевых выключателей только при движении слева направо. Начало линейки 1 соответствует крайнему левому положению диска поворотного устройства 8. При открытии левого концевого выключателя 11 и закрытии шторками 6 правого концевого выключателя 3 возникают положительный и отрицательный перепад напряжений, которые с помощью формирователя строба 28 преобразуются в сигналы «СТРОБ», представляющие собой прямоугольные импульсы определенной длительности, синхронизирующие работу измерительного канала. С выхода каскада согласования уровней 31 сигналы «СТРОБ» поступают на выход 41, передним фронтом они запускают, а задним фронтом останавливают процедуру измерений, производимую под управлением ЭВМ 39. Оптические координатно-модулированные сигналы с выхода излучателя 7 поступают на вход фотоприемного устройства зонда 35 для измерения диаграммы направленности излучателя 7. При этом фотоприемное устройство - зонд 35 формирует на выходе измеряемые сигналы в строгом соответствии с диаграммой направленности светоизлучающего измеряемого устройства 7. Эти измеряемые сигналы фотоприемного устройства поступают через последовательно соединенные пребразователь фототоков зонда 43, усилитель сигналов зонда 44, фильтр нижних частот зонда 45 на ЭВМ 39.An insignificant part of the optical power of the emitter 7 simultaneously enters the semiconductor radiation detector 5, and then, after linear amplification in the form of voltages of the pulsed reference signals “LABELS,” it is supplied to the computer 39. This occurs as follows: the currents of the control semiconductor radiation receiver 5 first enter the electronic rotary device device 10, where using a photocurrent converter of the emitter 21 are converted into voltage pulses, these voltages are fed to the signal amplifier the detector 23, and then to the low-pass filter of the emitter 25. From the output of the low-pass filter of the emitter 25, the pulses are fed to a preliminary amplifier of the signals of the emitter 27, then to the terminal amplifier 30. The terminal amplifier 30 provides the necessary power of the “MARKER” reference signals. When the disk of the rotary device 8 reaches the extreme positions on the line 1, the limit switches 11 or 3 are triggered. The operation of the limit switches 3 and 11 occurs when the shutters 6 close the gap between the optocouplers of the limit switches only when moving from left to right. The beginning of the line 1 corresponds to the extreme left position of the disk of the rotary device 8. When the left limit switch 11 is opened and the right limit switch 3 is closed by curtains 6, a positive and negative voltage drop occurs, which, using the gate former 28, are converted into STROBE signals, which are rectangular pulses a certain duration, synchronizing the operation of the measuring channel. From the output of the stage 31 matching cascade, the signals “STROBE” are sent to the output 41, they start up with a rising edge, and the measurement procedure performed under the control of a computer 39 stops with a falling edge. Optical coordinate-modulated signals from the output of the emitter 7 go to the input of the photodetector device 35 for measuring the radiation pattern of the emitter 7. In this case, the photodetector - probe 35 generates measured signals at the output in strict accordance with the radiation pattern of the light-emitting measured device TWA 7. These measured signals of the photodetector arrive through the series-connected converter of the photocurrents of the probe 43, the signal amplifier of the probe 44, the low-pass filter of the probe 45 on the computer 39.

Измерение диаграммы направленности светоизлучающего устройства в горизонтальной плоскости осуществляют следующим образом. Светоизлучающее устройство 7, диаграмму направленности которого необходимо измерить, устанавливают на вращающейся треноге 4. После включения питания устройства и запуска программы калибровки эталонные сигналы «МЕТКИ» 42 и принятые фотоприемным устройством зондом 35 измеряемые сигналы 37 одновременно поступают на входы ЭВМ 39. Эти сигналы в течение действия сигнала «СТРОБ» преобразуются в цифровую форму с помощью программы ЭВМ 39. Затем сигналы сохраняют для дальнейшей обработки в памяти ЭВМ 39. С помощью программы происходит отображение временных характеристик этих сигналов на мониторе ЭВМ 39.The measurement of the radiation pattern of the light-emitting device in the horizontal plane is as follows. The light-emitting device 7, the radiation pattern of which must be measured, is mounted on a rotating tripod 4. After turning on the power of the device and starting the calibration program, the “METALS” 42 signals and the measured signals 37 received by the photodetector probe 35 are simultaneously fed to the computer inputs 39. These signals the actions of the STROBE signal are converted into digital form using a computer program 39. Then, the signals are stored for further processing in the computer memory 39. The program displays the time variables characteristics of these signals on a computer monitor 39.

Эталонные сигналы «МЕТКИ» 42 используют для калибровки в качестве эталона при сравнении с ними амплитуд и координат сигналов, полученных с выхода фотоприемного устройства зонда 35. Измеряют диаграмму и ширину диаграммы направленности в горизонтальной плоскости методом сравнения эталонного сигнала «МЕТКИ» 42 и измеряемого координатно-модулированного сигнала, полученного с выхода фотоприемного устройства зонда 35.The reference tags “LABELS” 42 are used for calibration as a reference when comparing with them the amplitudes and coordinates of the signals received from the output of the photodetector device of the probe 35. Measure the pattern and width of the radiation pattern in the horizontal plane by comparing the reference signal “LABELS” 42 and the measured coordinate a modulated signal received from the output of the photodetector of the probe 35.

Заявляемое устройство позволяет измерять диаграмму направленности светоизлучающего устройства 7 в вертикальной плоскости при повороте светоизлучающего устройства 7 вокруг горизонтальной оси на 90° (или любое другое значение) и последующей установке устройства 7 на вращающейся треноге 4. Все вычисления производятся с помощью программы на ЭВМ 39.The inventive device allows you to measure the radiation pattern of the light-emitting device 7 in a vertical plane when the light-emitting device 7 is rotated about a horizontal axis 90 ° (or any other value) and the device 7 is subsequently mounted on a rotating tripod 4. All calculations are performed using a computer program 39.

Технические решения, положенные в основу построения устройства для измерения диаграммы направленности, выполнены на современном уровне развития электроники с использованием отечественной элементной базы.The technical solutions underlying the construction of the device for measuring the radiation pattern are made at the modern level of development of electronics using the domestic element base.

Заявляемое устройство используется в качестве стенда для измерения и калибровки диаграмм направленности светоизлучающих устройств в лаборатории кафедры «Измерительной техники и информационных технологий»; при выполнении НИОКР и лабораторных работ по планам учебного процесса филиала Московского Государственного Открытого Университета в г.Кропоткине.The inventive device is used as a stand for measuring and calibrating radiation patterns of light-emitting devices in the laboratory of the Department of "Measuring equipment and information technology"; when performing R&D and laboratory work according to the plans of the educational process of the branch of Moscow State Open University in Kropotkin.

Источники информацииInformation sources

1. Е.С.Левшина, П.В.Новицкий. Электрические измерения физических величин. Ленинград: Энергоатомиздат, 1983 г., с.307-309.1. E.S. Levshina, P.V. Novitsky. Electrical measurements of physical quantities. Leningrad: Energoatomizdat, 1983, p.307-309.

Claims (1)

Устройство для измерения и калибровки диаграмм направленности светоизлучающих устройств в плоскости, содержащее источник излучения, от которого световой поток, создаваемый при протекании через него постоянного тока от источника тока, через аттестованную координатно-модулирующую измерительную линейку и щелевую диафрагму поступает на фотодиод источника излучения, последовательно подсоединенный с преобразователем фототоков источника, усилителем сигналов источника, фильтром нижних частот источника, компаратором уровня, усилителем мощности сигналов источника, соединенным с излучателем координатно-модулированных оптических сигналов, часть которых поступает на фотоприемное устройство, измерительный канал, включающий полупроводниковый приемник излучения, на который поступает другая часть координатно-модулированных оптических сигналов, к которому последовательно подключены преобразователь фототоков излучателя, усилитель сигналов излучателя, фильтр нижних частот излучателя, предварительный усилитель сигналов излучателя, оконечный усилитель, с которого импульсные эталонные сигналы «МЕТКИ» поступают на ЭВМ, на основании устройства расположены двигатель с приводом, аттестованная координатно-модулирующая измерительная линейка с щелевой диафрагмой, на концах которой расположены два концевых выключателя, связанные с формирователем синхронизирующих сигналов «СТРОБ», которые подаются на ЭВМ, при этом указанные источник тока, преобразователь фототоков источника, усилитель сигналов источника, преобразователь фототоков излучателя и усилитель сигналов излучателя содержатся в движущемся электронном устройстве, отличающееся тем, что введен диск поворотного устройства, который двигатель своим приводом вращает вокруг вертикальной оси, на диске закреплено движущееся электронное устройство, вращающаяся тренога с закрепленными излучателем координатно-модулированных оптических сигналов, являющимся светоизлучающим измеряемым устройством, и полупроводниковым приемником излучения, жестко закрепленные на диске поворотного устройства источник излучения и фотодиод источника излучения, а аттестованная координатно-модулирующая измерительная линейка является частью цилиндрической поверхности в виде изогнутой ленты, установленной неподвижно и концентрически с внешней цилиндрической поверхностью диска, на диске закреплены левая и правая шторки, таким образом, чтобы при закрывании шторками промежутка между оптопарами концевых выключателей происходило их срабатывание, а фотоприемное устройство, являющееся зондом, установлено на неподвижной треноге и последовательно соединено с преобразователем фототоков зонда, усилителем сигналов зонда, фильтром нижних частот зонда и ЭВМ. A device for measuring and calibrating the radiation patterns of light-emitting devices in a plane containing a radiation source, from which the light flux generated when a direct current flows through it from a current source, through a certified coordinate-modulating measuring ruler and a slit diaphragm, is fed to the radiation source photodiode connected in series with source photocurrent converter, source signal amplifier, source low-pass filter, level comparator, amplifier m the source signals connected to the emitter of coordinate-modulated optical signals, some of which is fed to a photodetector, a measuring channel including a semiconductor radiation receiver, to which another part of the coordinate-modulated optical signals is fed, to which the emitter photocurrent converter, the emitter signal amplifier are connected , low-pass filter of the emitter, pre-amplifier of the emitter signals, terminal amplifier from which the pulse all the “MARKER” reference signals are fed to the computer, on the base of the device there is a motor with a drive, a certified coordinate-modulating measuring ruler with a slit diaphragm, at the ends of which there are two limit switches connected to the “STROB” clock generator, which are fed to the computer, wherein said current source, source photocurrent converter, source signal amplifier, emitter photocurrent converter and emitter signal amplifier are contained in a moving electron ohm device, characterized in that the disk of the rotary device is introduced, which the motor rotates around the vertical axis with its drive, a moving electronic device is fixed on the disk, a rotating tripod with a fixed emitter of coordinate-modulated optical signals, which is a light-emitting measured device, and a semiconductor radiation receiver, rigidly the radiation source and the photodiode of the radiation source mounted on the disk of the rotary device, and the certified coordinate-modulating measurement The linear ruler is part of a cylindrical surface in the form of a curved tape mounted motionlessly and concentrically with the outer cylindrical surface of the disk, the left and right curtains are fixed on the disk, so that when the curtains cover the gap between the optocouplers of the limit switches, they are triggered, and the photodetector, which is probe mounted on a fixed tripod and connected in series with the probe photocurrent converter, probe signal amplifier, zone low-pass filter Yes, and computers.
RU2007119053/28A 2007-05-22 2007-05-22 Device for measuring and calibrating directional pattern of light-emitting devices in plane RU2361183C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007119053/28A RU2361183C2 (en) 2007-05-22 2007-05-22 Device for measuring and calibrating directional pattern of light-emitting devices in plane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007119053/28A RU2361183C2 (en) 2007-05-22 2007-05-22 Device for measuring and calibrating directional pattern of light-emitting devices in plane

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007119053A RU2007119053A (en) 2008-11-27
RU2361183C2 true RU2361183C2 (en) 2009-07-10

Family

ID=41045982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007119053/28A RU2361183C2 (en) 2007-05-22 2007-05-22 Device for measuring and calibrating directional pattern of light-emitting devices in plane

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2361183C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509988C1 (en) * 2012-10-16 2014-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" Device to measure parameters and characteristics of radiation sources

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509988C1 (en) * 2012-10-16 2014-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" Device to measure parameters and characteristics of radiation sources

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007119053A (en) 2008-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106463565B (en) Laser radar scanner is calibrated
CN101782432B (en) Universal photoelectric test system for tera-hertz spectra
US11022682B2 (en) Simulation apparatus for a rotating lidar light measurement system
CN102435582B (en) High precision laser absorptivity measuring device
CN104236464A (en) Laser vibration displacement sensor and measuring method thereof
CN108387902A (en) A kind of ligh-ranging method and apparatus
CN102778236A (en) X-ray pulsar photon signal ground simulation system with high time-frequency stability
RU2361183C2 (en) Device for measuring and calibrating directional pattern of light-emitting devices in plane
CN112904171A (en) Four-quadrant photoelectric detector test system and test method
CN109981165A (en) A kind of receiving module test device
CN103968756A (en) Method and device for detecting edge of flexible medium
RU2274837C2 (en) Device for measuring directivity diagram
CN105115601B (en) Sweeping formula interferometer control system
RU193061U1 (en) Scanning lidar for sensing atmospheric aerosol formations
CN209310758U (en) Light source frequency modulation system for improving measurement precision of autocollimator
KR20220065589A (en) light detecting device, LIDAR device including the light detecting device and method for measuring distance
CN114166473A (en) Automatic detection device and method for light-emitting uniformity of light source
JPS58198772A (en) Detection for position of moving material
CN106225919A (en) Distributed luminosity measuring method based on lock-in amplifier and the system of measurement
CN106249246A (en) Distance-finding method and device, measuring circuit
CN111024978A (en) Light curtain target auxiliary measuring device and using method thereof
US3383977A (en) Method and apparatus for indicating the aim of projection-type lamps
CN209608655U (en) A kind of receiving module test device
CN216955721U (en) Large dynamic range spectral transmittance measuring device
Tosi et al. Calibrating the photon detection efficiency in IceCube

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090531