Реферат Приборы ночного видения 2
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
ВВЕДЕНИЕ
Приборы ночного видения (далее ПНВ) предназначены для ведения наблюдения за объектами в условиях малой освещенности. Область применения: наблюдение за жизнью животных, охрана объектов в тёмное время суток, проведение спасательных, поисковых, строительно-монтажных работ, туризм, управление транспортным средством, скрытое наблюдение, поражение неосвещённых целей и т. д. ПНВ может иметь однократное увеличение (если требуется правильная ориентация в пространстве) либо может быть использован совместно с линзовым объективом, т.е. служить биноклем (подзорной трубой). ПНВ так же может быть укомплектован ИК - осветителем (дополнительный источник подсветки).
Требования к ПНВ: обеспечение высокого качества изображения с равномерным разрешением по всему полю зрения, достаточная яркость изображения, правильное распределение яркости по области изображения, наличие автоматической регулировки яркости для защиты от сильных засветок, достаточная дальность наблюдения, прочность, защита от грязи и влаги, универсальность питания, удобство и простота эксплуатации прибора, приемлемая стоимость.
ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ПНВ
(на примере прибора ПНВ-10Т; см. рис.1 на след. стр.)
1 - псевдобинокуляр; 2 - обод;
3 - ремни оголовья; 4 - объектив;
5 - механизм регулировки окуляров по базе глаз;
6 - кольцо диоптрийной установки;
7 - переключатель;
8 - встроенный ИК-осветитель;
9 - крышка объектива;
10 - механизм крепления;
11 - крепление ремней переноски;
12 - отсек источников питания;
13 - патрон осушки;
14 - наглазники;
15 - кронштейн;
16 - ручка фиксации;
17 - кнопка быстрого съема;
18 - кнопка откидывания;
19 - ремень фиксации на подбородке
рис.1 Общий вид прибора
Изделие ПНВ-10Т, представляющее собой очки ночного наблюдения водителя, предназначено для выполнения экипажем бронетанковой техники (и других транспортных средств) в темное время суток операций контрольного осмотра и технического обслуживания техники, ее вождения, наблюдения объектов на местности, а также чтений текстового материала, показаний приборов бронемашины и работы с топографическими картами. Очки крепятся на оголовье, которое фиксируется на голове с помощью специальных ремней. Очки имеют однократное увеличение, для обеспечения нормальной пространственной ориентации, и псевдобинокулярную конструкцию, которая позволяет существенно снизить вес и стоимость очков. ПНВ обеспечивает изображение высокого качества, равномерное по всему полю зрения, благодаря волоконно-оптической пластине («шайбе») на выходе электронно-оптического преобразователя III поколения. В электронно-оптическом преобразователе (далее ЭОП) использован усилитель, встроенный высоковольтный источник питания, автоматическая регулировка яркости и защита от мощных источников засветки. Очки обеспечивают большие дальности действия при естественной ночной освещенности без подсветки. При работе в «полной» темноте предусмотрена система подсветки.
Для расширения потребительских свойств прибор комплектуется оптической насадкой с увеличением 2,5х и мощным ИК осветителем, позволяющим значительно увеличить зону прямой видимости прибора. При работе с текстовыми документами и топографическими картами, а также при проведении ремонтных и инженерных работ в условиях, когда освещенность недостаточна для работы в пассивном режиме, в изделии предусмотрено использование встроенного ИК источника подсветки. Очки позволяют изменять межзрачковое расстояние и фокусировать объектив ПНВ в достаточно широком диапазоне.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИБОРА
| Наименование технических данных | Значение | ||
| Ночные очки | Ночные очки с насадкой | ||
| Дальность опознавания ростовой фигуры при естественной ночной освещённости | 200 | 300 | |
| Угол поля зрения, градус | 40 | 10 | |
| Увеличение изделия, крат | 1,0 | 2,5 | |
| Фокусировка объектива на резкость в пределах дальностей, м | 0.25 - ¥ | 10 - ¥ | |
| Электрическое питание изделия: | автономный источник питания (аккумуляторные батареи типа KRH 1 5/5 1 (2шт) или элементы питания типа АА R6 1,5 В (2 шт)), через преобразователь напряжения низковольтный от бортовой сети постоянного тока | ||
| Время работы изделия до замены автономного источника питания (без осветителя): при положительных температурах до 50°С, ч, не менее | 18 | 18 | |
| при отрицательных температурах до минус 50°С, ч, не менее | 4 | 4 | |
| Габариты изделия, мм, не более | | | |
| Масса изделия, кг: в рабочем положении | 0.98 | 1.3 | |
| в сумке | 1.5 | 1.8 | |
| в футляре | 6.0 | 6.3 | |
4.УСТРОЙСТВО И РАБОТА ПНВ
Изделие ПНВ-10Т представляет собой пассивный прибор ночного наблюдения со встроенным ИК источником подсветки (осветителем), построенный по псевдобинокулярной схеме: с одним объективом, одним ЭОП и разводкой изображения с экрана ЭОП на два глаза наблюдателя с помощью окуляра, выполненного в виде компактного бинокулярного микроскопа, состоящего из коллиматорного объектива (устройство, позволяющее получить пучок параллельных лучей), разделительной призмы и двух одинаковых телескопических систем с окулярами. Принцип действия ночного прибора основан на усилении яркости и преобразовании спектрального состава изображения наблюдаемых объектов с помощью малогабаритного ЭОП.
рис.2 Структурная схема изделия ПНВ-10Т
(условные обозначения схемы: изделие ЭПМ-53Г-В – тип ЭОП, ВИП – встроенный источник питания, ПНН – преобразователь напряжения низковольтный)
1 - объектив; 2 - ЭОП (вакуумный блок изделия ЭПМ-53Г-В);
3 - коллиматорный объектив (лупа); 4 - разделительная призма;
5 - телескопическая система; 6 - ВИП; 7 - автономный источник питания;
8 - УП; 9 - ПНН; 10 - кабель; 11 - переходник; 12 - насадка (съемная)
Объектив 1 формирует изображение объектов и местности на фотокатоде ЭОП 2. Усиленное по яркости (ЭОП) и преобразованное по спектральному составу (люминофор) это изображение воспроизводится на экране ЭОП и рассматривается наблюдателем через окуляр изделия с помощью лупы коллиматора 3, разделительной призмы 4 и двух телескопических систем 5, которые могут сдвигаться относительно призмы или раздвигаться в зависимости от величины глазной базы наблюдателя. В конструкцию изделия ЭПМ-53Г-В входят вакуумный блок и ВИП 6 , который имеет устройство автоматической регулировки яркости (АРЯ) экрана (в зависимости от освещенности на местности) и схему защиты ЭОП от световых перегрузок. Для обеспечения работы ВИП и осветителя используется автономный источник питания 7 или бортовая сеть транспортного средства.
ОПИСАНИЕ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ ПНВ
рис.3 ПНВ в разобранном состоянии
(см. след. стр)
1 - корпус ПНВ;
2 - окуляр;
3 - оборачивающий объектив;
4 - зеркало;
5 - коллиматор (лупа) с призмой;
6 - корпус ОНВ;
7 - ИК-подсветка;
8 - ЭОП;
9 - корпус объектива;
10 – объектив;
11 - крышка объектива.
Главным элементом прибора ночного видения является ЭОП. Действие всех ЭОП основано на явлении внешнего фотоэффекта - эмиссии электронов в вакуум из тонких слоев металла (фотокатода) под воздействием квантов излучения.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭОП НАОСНОВЕ МКП:
Вторично-эмиссионным усилителем в ЭОП является микроканальная пластина (МКП). Этот элемент представляет собой «сито» с регулярно расположенными каналами диаметром около 10 мкм и толщиной не более
рис.4 Один канал МКП (схематично)
Рис.5 Конструкция плоского ЭОП (значения напряжений могут отличаться от приведённых на рисунке)
1 - фотокатод
2 - микроканальная пластина
3 – экран с люминофором
Псевдобинокуляр ПНВ-10Т представляет собой носимый наблюдательный прибор пассивного типа со встроенным ИК источником местной подсветки, обеспечивающий возможность наблюдения объектов и местности в ночное время за счет использования ЭОП. ПНВ-10Т (рис.3) имеет модульную конструкцию, в основу которой положена схема вакуумного ЭОП. В псевдобинокуляр встроен осветитель, представляющий собой самостоятельную сборочную единицу, главными элементами которой являются ИК диод и линза, формирующая энергетический пучок излучения. Питание ЭОП и ИК диода может осуществляться от бортовой сети транспортного средства через ПНН.
В корпусе ПНВ имеется патрон осушки. Он предназначен для поглощения влаги в случае её попадания во внутреннюю полость псевдобинокуляра. Конструктивно патрон осушки состоит из втулки, в которую насыпают силикагель-индикатор. Ненасыщенный силикагель имеет синеватую окраску. По мере насыщения влагой окраска силикагеля меняется и при полном насыщении имеет бледно-розовый или грязно-белый цвет. Состояние силикагеля можно контролировать через смотровое стекло на боковой части ПНВ.
Оптическая насадка предназначена для наблюдения удаленных объектов на местности и образует вместе с ночными очками малогабаритный наблюдательный прибор с увеличением 2,5х. Конструктивно представляет собой отдельную сборочную единицу: корпус с оптической системой из линз.
Преобразователь напряжения низковольтный (ПНН) предназначен для питания изделия от бортовой сети транспортного средства, ПНН является стабилизированным источником питания, который преобразует напряжение бортовой сети транспортного средства 12 В или 27 В (имеется переключатель режима питания) в постоянное напряжение 3 В, необходимое для питания ПНВ. Электрическая схема ПНН представляет собой стабилизатор напряжения, выполненный на базе интегральной микросхемы напряжение на выходе которой регулируется настройке. Электрическая схема крепится винтами к железному (теплоотводному) основанию и размещается в пластмассовом корпусе. ПНН комплектуется кабелем и набором переходников.
ПНВ-10Т поставляется с переходным устройством, предназначенным для работы с изделием при пониженных температурах окружающего воздуха и применяется только при работе от автономного источника питания (батареек). Батарейки размещаются в корпусе устройства, которое крепится в кармане одежды. Тем самым достигается подогрев элементов питания.
ПНВ-10Т комплектуется зарядным устройством, предназначенным для зарядки аккумуляторных батарей от бортовой сети транспортного средства 12 В или 27 В до 1.5 В.
Весь комплект ПНВ-10Т размещается в стальном футляре, на крышке которого указывается наименование изделия и его заводской номер.
ПОКОЛЕНИЕ ПНВ
Активные ПНВ нулевого поколения
Разработаны в Германии во время II Мировой войны. Требовали активной подсветки инфракрасными прожекторами. Были установлены на танки. Основной фотоэлемент — электронно-оптический преобразователь с фотокатодом, который позволял изображать обстановку, подсвеченную ИК светом, в окуляре в видимом спектре.
Недостатком являются отсутствие защиты от яркого света (защиты от вспышки) и демаскировка ИК прожекторами.
Первое поколение
Основа технологии — фотоумножители, поставленные между фотокатодом и окуляром, что позволяло добиться многократного усиления видимого и ИК света с переводом последнего в видимый диапазон.
Второе поколение
Применена микроканальная технология, что позволило избавиться от паразитной засветки. Яркая точка на изображении оставалась точкой и не засвечивала соседние каналы.
Третье поколение
Применены фотокатоды на арсениде галлия, что позволило ещё больше увеличить коэффициент усиления света и уменьшить габариты приборов.
ПРИБОР НОЧНОГО ВИДЕНИЯ ТВН-2Б
Данный прибор предназначен для наблюдения за местностью в ночных условиях. Комплект прибора состоит из прибора наблюдения, блока питания БТ-6-26, фары ФГ-125 с инфракрасным фильтром, комплекта ЗИП. Прибор наблюдения представляет собой бинокулярный электронно-оптический перископ.
Прибор состоит из следующих составных частей:
1. Верхняя головка
2. Корпус прибора
3. Оптическая система с электронно-оптическими преобразователями
Верхняя головка съёмная, и при выходе из строя может быть заменена на аналогичную из комплекта ЗИП. Прибор имеет экранирующее устройство (штору) для защиты от встречных засветок. Управление данной шторой осуществляется при помощи рукоятки, расположенной в нижней части прибора наблюдения.
Блок питания БТ-6-26.
Данный блок питания представляет собой электронное устройство, преобразующее напряжение бортовой сети БТР в высокое напряжение постоянного тока, которое подводится к электронно-оптическим преобразователям прибора.
Фара ФГ-125.
Данная фара – фара с инфракрасным фильтром - предназначена для местности или дороги перед бронетранспортером невидимыми для глаза простого наблюдателя инфракрасными лучами.
Согласование инфракрасных фар ФГ-125 с прибором наблюдения.
Согласование световых пучков инфракрасных фар с направлением визирования через прибор наблюдения производится в ночное время по удаленной точке. Согласование направлений световых пучков выполняют два члена экипажа бронетранспортера.
Для регулировки необходимо:
1. Установить БТР на ровном участке дороги
2. Включить прибор наблюдения и правую фару
3. Опустить гайку крепления фары
4. Установить на дороге предмет на удалении
5. Наблюдая через прибор и поворачивая (наклоняя) фару, совместить центр светового пятна фары, спроектированного на поверхности дороги, с основанием предмета
6. Не нарушая выверенного положения фары, проделать то же самое с левой фарой, установив предмет на расстоянии
ПРИБОР НОЧНОГО ВИДЕНИЯ ТКН-1БС
Данный прибор предназначен для наблюдения за местностью в ночных условиях с места командира десанта. Комплект прибора состоит из: прибора наблюдения, блока питания, прожектора, комплекта ЗИП. Прибор наблюдения представляет собой электронно-оптический перископ монокулярного типа.
Прибор состоит из следующих составных частей:
1. Верхняя головка
2. Проставка
3. Корпус прибора
4. Оптическая система с электронно-оптическим преобразователем
Верхняя головка съемная и при выходе из строя может быть заменена на аналогичную из комплекта ЗИП. Есть экранирующее устройство (шторка).
Блок питания
Данный блок питания представляет собой электронное устройство, преобразующее постоянный ток бортовой сети бронетранспортера в постоянный ток высокого напряжения, который подводится к электронно-оптическим преобразователям прибора.
Прожектор инфракрасного света ОУ-3ТА-2
Данный прожектор предназначен для освещения объекта инфракрасными лучами.
Особенности работы с приборами ночного видения
1. Изображение местности и объектов, в отличие от дневного наблюдения, будет одноцветным, различие можно произвести по более высокой контрастности.
2. Встречные засветки будут изображены в виде яркого пятна. Во избежание ослепления приборы ночного видения оборудованы шторками.
Проверка работы приборов
Работу приборов ночного видения на БТР можно проверять в дневное и ночное время.
Для проверки днем необходимо:
1. Поставить рукоятки привода шторки прибора в положение «ЗАКРЫТО»
2. На головную часть приборов наблюдения надеть защитные колпачки с диафрагмами
3. Включить выключатели блоков питания, повернуть рукоятки привода шторки и диафрагмы защитных колпачков до появления в поле зрения прибора зеленоватого свечения с изображением местности и объектов, находящихся впереди бронетранспортера
4. Включить выключатели прожектора и фар с инфракрасными фильтрами и убедиться, что они излучают тепло
В ночное время проверять следует при полностью открытых шторках, при снятых защитных колпачках, при включенных фарах и прожекторе.
УХОД ЗА ПНВ
Приборы следует протирать чистой ветошью во избежание загрязнения.
Возможные неисправности
1. Блок питания включен, но не слышно характерного для него свистящего звука. Причина: перегорели предохранители или оборвался провод.
2. Блок питания работает нормально, но в приборе нет зеленоватого свечения экрана. Причина: пробой изоляции высокого тракта, не работает электронный преобразователь.
3. В приборе виден зеленый фон, но нет изображения местности. Причина: закрыта шторка, выключены инфракрасные фары или прожектор, обрыв провода в цепи питания прожектора, сгорел предохранитель в цепи прожектора, перегорела лампа в прожекторе.
4. В приборе виден зеленый фон, есть изображение местности, но оно расплывчатое. Причины: загрязнились или запотели окуляры, загрязнилось или запотело входное окно, неисправность инфракрасного пучка.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ НАБЛЮДЕНИЯ
Вспомогательные приборы наблюдения предназначены для обеспечения разведки целей и выверки прицелов. К вспомогательным приборам наблюдения относятся бинокли, стереотрубы и трубки выверки.
Бинокль полевой
Данный прибор является основным оптическим
Наблюдательным прибором для всех родов войск и
предназначается для наблюдения за полем боя, отыскания и изучения целей, измерения горизонтальных и вертикальных углов и корректировки стрельбы.
Комплект бинокля состоит из бинокля, футляра, запасной окулярной раковины, покрышки окуляров с шейным ремнем и салфетки.
Каждый бинокль состоит из двух зрительных труб (монокуляров), соединенных шарнирами. Правый монокуляр состоит из следующих составных частей:
1. Правый корпус с верхними и нижними крышками
2. Линзы с сеткой
3. Объективная часть
Левый монокуляр состоит из таких же частей, но в нем нет сетки. Цена деления шкалы составляет 0,05 тысячных.
Правила эксплуатации бинокля
Вооружение с невывереными, хотя и технически исправными приборами является небоеспособным. Приборы требуют умелого обращения с ними и защиты от ударов. Механизмы должны быть выверены без погрешностей.
Артиллерийская стереотруба
АСТ, обладая перископичностью, обеспечивает возможность наблюдения из-за укрытий. Приданная трубе стереоскопическая насадка дает 20-кратное увеличение. Для работы стереотрубу ориентируют в основном направлении по основному отчету, вычисленному аналитически, или измеренному с помощью буссоли. При ориентировании стереотрубы с помощью буссоли взаимным отмечанием, буссоль устанавливают от стереотрубы на расстоянии 50-
Разведывательный теодолит
Разведывательные теодолиты РТ и РТ-2 имеют следующие ТТХ:
Увеличение 10х 10х
Поле зрения, дел. угл. 0-83 0-83
Удаление выходного зрачка, мм 18,5 28
Перископичность, мм 300 300
Увеличение микроскопа 32,5х 44х
Масса комплекта, кг 36,5 36,5
В комплект разведывательного теодолита входят собственно теодолит, ориентир-буссоль, визирная вешка, тренога, комплект электроосвещения, штатив, бленда, укладочный ящик, комплект ЗИП.
Для работы теодолит горизонтируют, а также ориентируют с помощью ориентира-буссоли по известному ориентирному направлению. Для засечки целей с пунктов сопряженного наблюдения теодолиты ориентируют взаимным визированием или по общему ориентиру засечек.
Стереоскопический дальномер
Данный прибор используется для обнаружения целей, измерения дальности до них и разрывов, а также для обеспечения пристрелки, топографической привязки элементов боевого порядка, измерения углов и изучения местности.
Стереоскопический дальномер состоит из левой и правой труб, шарнира, патрона постоянной осушки, визира, механизмов уровня, окуляров, рукоятки, окна шкалы расстояний между окулярами.
Данный прибор является универсальным прибором наблюдения в войсках.
В комплект дальномера входят: дальномер, суппорт, тренога, принадлежность для освещения, упаковочный ящик, комплект ЗИП.
Чтобы обеспечить точность работы, дальномер периодически выверяют по азимуту или по дальности.
КОНТРОЛЬ ПРИБОРОВ НОЧНОГО ВИДЕНИЯ
Предварительные сведения
Пять параметров подлежат контролю для приборов ночного видения (ПНВ) всех типов. К числу этих параметров относятся:
увеличение; угол поля зрения; предел разрешения; рабочее разрешение;
диапазон диоптрийной наводки окуляра (если имеется диоптрийная наводка).
У бинокулярных приборов дополнительно контролируют:
параллельность оптических осей;
разность увеличений двух каналов прибора.
У прицелов:
параллельность или заданный угол наклона визирной оси
прицела посадочному месту; эксцентриситет поля зрения; разворот прицельной марки.
У приборов с осветителем:
параллельность оптических осей осветителя и прибора; осевая сила света осветителя.
Требования к внешним условиям.
Требования к аппаратуре. Фокусное расстояние объектива коллиматора, применяемого при контроле приборов, должно не менее, чем в 5 раз превышать фокусное расстояние объектива испытуемого прибора.
Диаметр объектива коллиматора должен не менее, чем на 20% превосходить диаметр входного отверстия объектива контролируемого прибора.
Коэффициенты передачи контраста объектива коллиматора в рабочем спектральном диапазоне объектива испытуемого прибора должны быть не менее:
на частоте 5 штр/мм………0,85,
на частоте 10 штр/мм……..0,7,
на частоте 15 штр/мм……..0,5.
При измерении рабочего разрешения силу света лампы определяют сличением с рабочей светоизмерительной лампой в соответствии с требованиями ГОСТ 17616-82.
Осветительная система коллиматора должна обеспечивать возможность формирования световой нагрузки в пределах рабочего поля зрения испытуемого прибора.
При измерении предела разрешения и рабочего разрешения следует применять штриховые миры.
Держатель испытуемого прибора должен обеспечивать его надежное крепление и возможность углового перемещения по азимуту и углу места.
Измерение увеличения прибора
Принцип измерения. Принцип измерения увеличения прибора основан на сравнении размера тест-объекта, наблюдаемого в прибор, с размером тест-объекта, наблюдаемого без прибора, с последующим вычислением отношения этих величин.
Аппаратура. Функциональная схема установки для измерения увеличения прибора показана на рис. 1.
Рис.1. Схема установки для измерения увеличения прибора:
1- источник света; 2 - молочное стекло; 3 – тест-объект; 4 – объектив коллиматора; 5 – зрительная трубка; 6 – испытуемый ПНВ; 7 – держатель прибора.
Осветитель должен обеспечивать равномерную яркость поля, на котором рассматривается тест-объект. В качестве тест-объекта может быть использована шкала (светлые штрихи на темном фоне). Тест-объект должен быть установлен в фокальной плоскости объектива коллиматора. Размер выбранного фрагмента тест-объекта должен быть таким, чтобы его изображение, наблюдаемое через зрительную трубку как совместно с испытуемым прибором, так и без него, занимало не менее 10 делений шкалы зрительной трубки.
Примечание. Если объектив испытуемого прибора настроен на определенную дальность L (не фокусируется), тест-объект должен быть сдвинут в сторону объектива коллиматора на отрезок
где
Подготовка и проведение измерений. Включают испытуемый прибор. Осветителем устанавливают яркость светлых элементов тест-объекта, достаточную для уверенного наблюдения последнего. Подвижками держателя наводят прибор так, чтобы тест-объект занимал центральную часть поля зрения прибора. Фокусировкой объектива (если она имеется) и окуляра прибора добиваются четкого изображения тест-объекта. Окуляр испытуемого прибора выставляют на «ноль» диоптрий с помощью диоптрийной трубки. Окуляр зрительной трубки выставляют на четкое видение окулярной шкалы трубки. Фокусировкой объектива зрительной трубки, установленной за окуляром испытуемого прибора, добиваются четкого изображения тест-объекта.
Наблюдая в окуляр зрительной трубки, определяют число делений г?/ шкалы зрительной трубки, укладывающихся в изображение выбранного фрагмента тест-объекта. Для лучшего наблюдения шкалы зрительной трубки при необходимости освещают рассеянным светом объектив зрительной трубки.
Снимают с держателя испытуемый прибор. Наблюдая в окуляр зрительной трубки, увеличивают яркость осветителя до оптимального для наблюдения уровня и определяют число делений
Обработка результатов измерений. Увеличение испытуемого прибора определяют по формуле
Г=
Погрешность измерения увеличения прибора указанным методом не превышает 10% при доверительной вероятности 0,95.
Измерение угла поля зрения прибора
Принцип измерения. Принцип измерения угла поля зрения прибора состоит в определении числа делений помещенной в фокальной плоскости объектива коллиматора шкалы, наблюдаемых в окуляр испытуемого прибора от одного до другого края поля зрения при неизменном положении прибора.
Аппаратура. Функциональная схема установки для измерения угла поля зрения прибора показана на рис. 2.
Шкала, установленная в фокальной плоскости объектива коллиматора, должна быть выполнена в виде перекрестия с делениями. Перекрестие и деления должны быть светлыми на темном фоне. Цена деления шкалы в угловой мере должна быть не более
Рис.2. Схема установки для измерения угла поля зрения прибора:
1 – источник света; 2 – молочное стекло; 3 – тест-объект в виде шкалы; 4 – объектив коллиматора; 5 – испытуемый прибор; 6 – держатель прибора.
Угол поля зрения широкоугольного коллиматора должен быть не менее угла поля зрения испытуемого прибора.
Проведение измерений. Включают испытуемый прибор. Током лампы осветителя устанавливают достаточную для уверенного наблюдения яркость светлых штрихов шкалы коллиматора. Наблюдая в окуляр испытуемого прибора, подвижками держателя совмещают центр поля зрения прибора с центром шкалы и производят необходимые подфокусировки объектива и окуляра прибора.
Определяют число делений М шкалы коллиматора, укладывающихся в пределы поля зрения испытуемого прибора.
Обработка результатов. Угол поля зрения прибора 2w определяют по формуле
где
Погрешность измерения по данной методике не превышает 10% при доверительной вероятности 0,95.
Измерение предела разрешения прибора
Принцип измерения. Принцип измерения предела разрешения состоит в визуальном определении наибольшего числа штрихов в одном миллиметре изображения штриховой миры, помещенной в фокальной плоскости объектива коллиматора, которые еще видны в окуляр прибора раздельно по четырем направлениям при оптимальной для наблюдателя яркости изображения.
Рис.3. Схема установки для измерения предела разрешения прибора:
1 – источник света; 2 – светофильтр; 3 – штриховая мира; 4 – объектив коллиматора; 5 – испытуемый прибор; 6 – держатель прибора.
Аппаратура. Функциональная схема установки для измерения предела разрешения приведена на рис.3.
Осветитель должен обеспечивать возможность плавного изменения яркости светлого поля миры. Допускается применять светофильтр, ограничивающий спектральный состав излучения осветителя. Характеристики светофильтра указываются в документации на испытуемый прибор. Штриховая мира должна соответствовать требованиям ГОСТ 15114-78. На одной подложке может располагаться один или несколько элементов миры. Миры должны иметь хорошо видимые в испытуемый прибор номера, возрастающие с увеличением частоты штрихов миры. Миры должны иметь абсолютный контраст (положительный или отрицательный). К измерениям могут быть допущены лица, имеющие нормальное зрение и опыт наблюдения в приборы ночного видения (не менее трех часов).
Подготовка к измерениям. Испытуемый прибор устанавливают в держателе соосно с объективом коллиматора. Включают прибор. Миру устанавливают в плоскость, соответствующую плоскости наводки испытуемого прибора (см. примечание к п. 2). Устанавливают яркость светлых частей поля миры оптимальную для наблюдателя. Производят необходимые подфокусировки объектива и окуляра испытуемого прибора до получения максимальной четкости изображения миры.
Проведение измерений. Наблюдатели в количестве трех человек поочередно рассматривают изображения элементов миры, выводя каждый элемент в центр поля зрения. Находят элемент миры с наибольшим порядковым номером, изображение штрихов которого во всех четырех направлениях еще видно раздельно.
Обработка результатов измерений. Предел разрешения определяют по формуле
где N - предел разрешения испытуемого прибора, штр/мм;
За предел разрешения следует принимать среднее арифметическое из всех пределов разрешений, полученных наблюдателями.
Погрешность измерения предела разрешения по
настоящей методике не превышает 10% при доверительной вероятности 0,95.
Измерениие рабочего разрешения прибора
Принцип измерения. Принцип измерения рабочего разрешения состоит в визуальном определении наибольшего числа штрихов в одном миллиметре изображения штриховой миры, помещенной в фокальной плоскости объектива коллиматора, которые еще видны в окуляр прибора раздельно по четырем направлениям при нормированной яркости фона.
Рис.4. Схема установки для измерения рабочего разрешения прибора:
1 – осветитель; 2 – светофильтр; 3 – штриховая мира; 4 – лампы адаптометра; 5 – объектив коллиматора; 6 – испытуемый прибор; 7 – держатель прибора; 8 – адаптометр.
Аппаратура. Функциональная схема установки для измерения рабочего разрешения показана на рис.4.
Осветитель должен обеспечивать равномерную яркость фона, на котором наблюдается элемент миры. Значение яркости фона задается в технической документации на испытуемый прибор. Обычно для приборов с ЭОП первого поколения яркость фона составляет 3x
Штриховая мира должна соответствовать требованиям ГОСТ 15114-78 со следующими дополнительными требованиями:
каждая группа должна состоять из пяти штрихов, равных по ширине промежуткам между штрихами;
длина и ширина штрихов каждого элемента миры с увеличением номера миры должны пропорционально убывать от элемента к элементу по закону геометрической прогрессии со знаменателем прогрессии 0,944 при постоянном отношении длины штриха к его ширине, равном 9.
На одной подложке миры может располагаться только один элемент миры. Применяемые миры должны иметь отрицательный абсолютный контраст (темные штрихи на светлом фоне). Миры должны иметь хорошо видимые в испытуемый прибор номера, возрастающие с увеличением частоты штрихов миры. Допускается, если это предусмотрено в документации на испытуемый прибор, применение мир пониженного контраста, величина которого указывается в документации на испытуемый прибор. Отклонение контраста от величины, указанной в документации, не должно превышать 5%.
Адаптометр должен обеспечивать световую нагрузку на весь рабочий диаметр фотокатода ЭОП испытуемого прибора.
Подготовка и проведение измерений. К выполнению измерений могут быть допущены лица с нормальным зрением. Перед проведением измерений наблюдатели должны адаптироваться к темноте не менее 20 мин. В наблюдениях должно участвовать не менее трех человек, имеющих опыт наблюдения в приборы ночного видения. Испытуемый прибор устанавливают в держателе соосно с объективом коллиматора. Включают прибор. Миру устанавливают в фокальной плоскости объектива коллиматора или в плоскость, соответствующую плоскости наводки испытуемого прибора, если объектив прибора не имеет фокусировки. Осветителем устанавливают заданную в документации на испытуемый прибор яркость светлых частей миры. Регулируя ток ламп адаптометра, уравнивают яркость поля вокруг миры с яркостью светлых частей миры (визуально). Проводят необходимые фокусировки объектива и окуляра испытуемого прибора.
Наблюдатели поочередно рассматривают элементы миры, выводя их в центр поля зрения прибора, и определяют элемент с наибольшим порядковым номером, изображение штрихов которого во всех четырех направлениях еще видно раздельно.
Обработка результатов наблюдений. Рабочее разрешение вычисляют по формулам (4) - (6). За рабочее разрешение следует принимать среднее арифметическое из всех рабочих разрешений, полученных наблюдателями.
Погрешность измерения рабочего разрешения по данной методике не превышает 16% при доверительной вероятности 0,95.
Измерение диапазона диоптрийной наводки окуляра
Принцип измерения. Принцип измерения основан на визуальной оценке резкости изображения миры с помощью диоптрийной трубки при двух крайних положениях механизма окулярной наводки прибора.
Рис. 5. Схема установки для контроля диапазона диоптрийной
наводки окуляра:
1 - источник света; 2 - мира; 3 - объектив коллиматора; 4 - испытуемый прибор; 5 - держатель прибора; 6 - диоптрийная трубка
Аппаратура. Функциональная схема установки для измерения диапазона диоптрийной наводки окуляра показана на рис.5.
Осветитель должен обеспечивать оптимальную для наблюдателя яркость поля, на котором рассматривается тест-объект.
Диоптрийная трубка должна иметь шкалу диоптрий от +5 диоптрий до -5 диоптрий. Если диапазон диоптрийной наводки трубки меньше указанного, необходимо использовать дополнительные линзы, расширяющие диапазон.
Подготовка и проведение измерений. Испытуемый прибор устанавливают в держатель соосно объективу коллиматора и включают прибор. Включают осветитель коллиматора и устанавливают достаточную для уверенных наблюдений яркость светлых частей поля вокруг тест-объекта. Выводят в центр поля зрения прибора элемент миры, размер штрихов которого на 20-30% превышает размер штрихов элемента миры. наблюдаемого на пределе, и подфокусировками объектива и окуляра испытуемого прибора добиваются максимальной четкости изображения штрихов миры. Устанавливают диоптрийную трубку в держатель и наводят окуляр диоптрийной трубки на четкое видение перекрестия сетки диоптрийной трубки. Окуляр испытуемого прибора выводят в крайнее левое положение.
Диоптрийную трубку придвигают к окуляру испытуемого прибора и. перемещая объектив диоптрийной трубки вдоль оптической оси, наводятся на резкое изображение штрихов миры и снимают отсчет по диоптрийной шкале трубки. Измерение повторяют не менее трех раз. Затем окуляр испытуемого прибора выводят в крайнее правое положение и повторяют все предыдущие действия.
Обработка результатов измерений. За величину диоптрийной наводки окуляра принимают среднее арифметическое из полученных результатов для каждого из крайних положений окуляра
Погрешность измерений не превышает 15% при доверительной вероятности 0,95.
ЛИТЕРАТУРА
1. Малов А.Н., Законников Обработка деталей оптических приборов. Машиностроение, 2006. - 304 с.
2. Бардин А.Н. Сборник и юстировка оптических приборов. Высшая школа, 2005. - 325с.
3. Кривовяз Л.М., Пуряев Д.Т., Знаменская М.А. Практика оптической измерительной лаборатории. Машиностроение, 2004. - 333 с.
4. Интернет.
