Измерительный прибор

Измерительный прибор

Реферат

 

Использование: в измерительной технике, в частности при радиометрических исследованиях объектов. Сущность изобретения: прибор содержит сканирующую оптическую систему с блоком из N фотоприемников, датчики положения сканирующего элемента и углового положения оптической оси, передающую телевизионную камеру (ПТК), синхронизатор, систему единого времени, первую группу из N последовательно соединенных усилителей и аттенюаторов, вторую группу из N последовательно соединенных усилителей, аттенюаторов и формирователей изображения сигналов, формирователь меток положения сканирующего элемента, компаратор, N шифраторов, формирователь изображения цифр, логический сумматор, инвертор, первый и второй ключи, первое, второе и третье регистрирующие устройства и преобразователь параллельного кода в последовательный с соответствующими связями, при этом частота строк (кадров) синхронизатора должна быть равна или кратна частоте импульсов датчика положения сканирующего элемента, а поле зрения ПТК должно быть не меньше поля зрения оптической системы. 9 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при радиометрических исследованиях, в частности для количественного анализа энергетических характеристик излучения объектов.

Известны приборы и устройства для визуального и инструментального дешифрирования результатов измерений параметров лучистого потока (см. например, а. с. СССР N 957006, кл. G 01 J 1/42, 1977, "Двухкоординатный измерительный прибор" и а. с. СССР N 1589072, кл. G 01 J 1/44, 1988, "Измерительный прибор").

Из известных приборов наиболее близким к заявляемому по технической сущности является измерительный прибор по а.с. СССР N 1589072. Этот прибор содержит датчик (фрагмент) изображения, измерительный микроскоп, состоящий из оптически сопряженных блока осветителя, просмотрового стола, соединенного с приводами и датчиками линейных перемещений, проекционной оптической системы, блока оптического разделения светового потока на два канала: визуальный и фотометрический. При этом визуальный канал включает в себя стеклянную пластину со штриховой сеткой и оптическую систему визуального наблюдения изобретения, а фотометрический матричное фотоприемное устройство (МФПУ), блок управления и синхронизации, логарифмический усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и видеоконтрольное устройство (ВКУ). Кроме этого, в состав прототипа входит вычислительное устройство, устройство ввода и устройство регистрации.

Достоинства прототипа по а. с. СССР N 1589072 состоят в том, что он, во-первых, обеспечивает микрофотометрический ввод изображения с повышенной геометрической точностью за счет применения пространственной развертки, задаваемой жесткой растровой структурой МФПУ, во-вторых, благодаря гибкой матричной обработке матрицы оптических плотностей введенного фрагмента позволяет определять фотометрические или структурнометрические характеристики изображения, в-третьих, обеспечивает визуальное наблюдение введенного или обработанного фрагмента изображения на экране ВКУ. За счет смещения визуальных и микрофотометрических измерений сокращаются временные затраты и повышается комфортность работы оператора.

Но прототип не лишен и недостатков. Основной из них заключается в том, что он может быть использован для обработки и исследования сигналов только от неподвижных и малоразмерных объектов.

Таким образом, задачей изобретения является расширение диапазона исследуемых объектов в сторону скоростных и крупноразмерных.

Эта задача решается за счет того, что в известный измерительный прибор, содержащий оптическую систему со сканирующим элементом, например блоком из N фотоприемников, оптический вход которого сопряжен с оптической системой из N усилителей, а также первое регистрирующее устройство, последовательно соединенные синхрогенератор и второе регистрирующее устройство, при этом выходы N фотоприемников соединены с соответствующими входами усилителей первой группы, дополнительно введены датчик положения сканирующего элемента, датчик углового положения оптической оси, первая группа из N аттенюатора с дискретно-управляемыми коэффициентами передачи, вторая группа из последовательно соединенных усилителей, аттенюаторов с дискретно-управляемыми коэффициентами передачи и формирователей изображения сигналов, последовательно соединенные передающая телевизионная камера (ПТК) и первый ключ, последовательно соединенные компаратор и формирователь меток датчика положения сканирующего элемента, последовательно соединенные преобразователь координат и формирователь изображения поля зрения, шифраторы, формирователь изображения цифр, последовательно соединенные логический сумматор и инвертор, второй ключ, третье регистрирующее устройство, последовательно соединенные система единого времени (СЕВ) и преобразователь параллельного кода в последовательный, при этом выход датчика положения сканирующего элемента подключен к входу компаратора и к первому входу преобразователя координат, выход формирователя меток датчика положения сканирующего элемента соединен с первым входом логического сумматора, выход датчика углового положения оптической оси соединен с вторым входом преобразователя координат, четвертый и пятый входы формирователя изображения поля зрения соединены с выходами строчных и кадровых синхроимпульсов синхрогенератора и входом управления размером поля зрения соответственно, выход формирователя изображения поля зрения соединен с вторым входом логического сумматора, входы аттенюаторов первой группы соединены с выходами соответствующих усилителей первой группы, выходы аттенюаторов первой группы подключены к N входам первого регистрирующего устройства, выходы N фотоприемников дополнительно соединены с входами соответствующих усилителей второй группы, вторые входы аттенюаторов второй группы соединены с входами управления коэффициентом передачи, вторые входы N аттенюаторов второй группы соединены с входами N шифраторов, выходы которых соединены с N входами формирователя изображения цифр, первый, второй и третий входы которого соединены с дополнительным выходом СЕВа, выходами строчных и кадровых синхроимпульсов синхрогенератора соответственно, выход формирователя изображения цифр подключен к третьему входу логического сумматора, остальные N входов которого соединены с выходами N формирователей изображения сигналов, выход преобразователя параллельного кода в последовательный соединен с (N+1)-м входом первого регистрирующего устройства, вторые входы формирователей изображения сигналов и формирователя меток датчика положения сканирующего элемента соединены с выходом кадровых или строчных синхроимпульсов синхрогенератора, третий и четвертый входы формирователей изображения сигналов соединены с входами управления усилением и смещением по вертикали (или горизонтали) соответственно, вход второго ключа соединен с входом фиксации уровня яркости синтезированного изображения, входы ПТК соединены с выходами строчных и кадровых синхроимпульсов синхрогенератора, выходы как первого, так и второго ключей соединены с входами второго и третьего регистрирующего устройства, выход логического сумматора дополнительно соединен с управляющим входом первого ключа, выход инвертора соединен с управляющим входом второго ключа, поле зрения ПТК должно быть не меньше поля зрения оптической системы, а их оптические оси должны быть параллельны.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого прибора; на фиг.2 - схема взаимного расположения вращающейся оптической системы и плоскостей витков соленоида, датчика положения оптической системы и датчика положения сканирующего элемента; на фиг.3 вариант схемы одного из формирователей изображения сигналов; на фиг.4 вариант схемы формирователя изображения цифр; на фиг.5 вариант схемы формирователя меток положения сканирующего элемента (а), временные диаграммы формирования видеосигналов меток положения сканирующего элемента (б); на фиг.6 вариант схемы формирователя изображения поля зрения; на фиг.7 временные диаграммы формирования видеосигналов трех строк синтезированного изображения; на фиг.8 синтезированное телевизионное изображение, соответствующее трем строкам фиг.7; на фиг.9 пример измерения угловых координат излучающего объекта для его идентификации при обработке видеокадра.

Измерительный прибор содержит платформу 1, на которой установлены оптическая система 2, выполненная в виде единого вращающегося узла, который является одновременно ротором гироскопа (см. М.М.Мирошников. Теоретические основы оптико-электронных приборов, Л. Машиностроение, 1977, с. 50), и состоящая из вогнутого зеркала 3, основной массой которого является магнит с ярко выраженными полюсами "С-Ю", контрзеркала 4 и блока 5 из N фотоприемников с предусилителями, соленоид 6, датчик углового положения оптической оси 7, датчик положения сканирующего элемента 8, первая группа усилителей 9-1.9-N, первая группа аттенюаторов 10-1.10-N, первое регистрирующее устройство 11, вторая группа усилителей 12-1.12-N, вторая группа аттенюаторов 13-1. 13-N, формирователи изображения сигналов 14-1.14-N, шифраторы 15-1. 15-N, формирователь изображения цифр 16, система единого времени 17, преобразователь параллельного кода в последовательный 18, компаратор 19, формирователь меток положения сканирующего элемента 20, преобразователь координат 21, формирователь изображения поля зрения 22, логический сумматор 23, инвертор 24, синхрогенератор 25, передающая телевизионная камера 26, первый ключ 27, второй ключ 28, второе регистрирующее устройство 29, третье регистрирующее устройство 30.

Оптическая система 2 предназначена для формирования лучистого потока исследуемого фрагмента в плоскости N чувствительных площадок блока 5.

Фотоприемный блок 5 предназначен для преобразования разделенного на спектральные диапазоны лучистого потока в электрический сигнал и осуществления сканирования путем смещения чувствительных площадок относительно оптической оси, совпадающей с осью вращения ротора гироскопа.

Соленоид 6 предназначен для обеспечения вращения ротора гироскопа, при этом к соленоиду подводится переменный ток.

Датчик углового положения оптической оси 7 предназначен для формирования электрического сигнала переменного тока, амплитуда и фаза которого содержит информацию о положении оптической оси "ОО" относительной строительной оси прибора "ММ", и выполнен в виде катушки, плоскость витков которой параллельна плоскости, содержащей линию "С-Ю" постоянного магнита зеркала (см. фиг. 2).

Датчик положения сканирующего элемента 8 предназначен для формирования электрического сигнала переменного тока, фаза которого содержит информацию о положении N чувствительных площадок блока 5, и выполнен в виде катушки, плоскость витков которой перпендикулярна плоскости, содержащей линию "С-Ю" постоянного магнита зеркала 3.

Усилители 9-1.9-N первой группы предназначены для усиления электрических сигналов и могут быть выполнены на базе операционных усилителей, например, типа К140УД6.

Аттенюаторы 10-1.10-N первой группы предназначены для управления коэффициентом передачи механическим способом с помощью, например, галетного переключателя типа 11П1Н и могут быть выполнены на базе резисторного делителя.

Первое регистрирующее устройство 11 предназначено для автоматического документирования величины и формы напряжения и в качестве его может быть использован шлейфовый осциллограф типа Н-117 или магнитограф типа НО67.

Усилители 12-1.12-N второй группы предназначены для усиления электрических сигналов и могут быть выполнены на базе операционных усилителей, например, типа К140УД6.

Аттенюаторы 13-1.13-N второй группы предназначены для управления коэффициентом передачи механическим способом с помощью, например галетного переключателя типа 11П1Н и могут быть выполнены на базе резисторного делителя.

Формирователи изображения сигналов 14-1.14-N предназначены для безкамерного создания телевизионных сигналов методом электронного синтеза и могут быть выполнены по схеме, приведенной в книге И.Н.Гуглина "Электронный синтез телевизионных изображений", М. Сов. радио, 1979, с. 47. В этом случае (см. фиг. 3) один из формирователей, например 14-1, содержит усилитель электрических сигналов 31, амплитудный преобразователь 32, пороговый блок 33, логический формирователь 34 и генератор пилообразных импульсов 35, причем вход усилителя электрических сигналов является входом формирователя изображения, выход усилителя соединен с первым входом амплитудного преобразователя, второй и третий входы которого соединены с входом регулировки усиления и с выходом генератора пилообразных импульсов соответственно, выход амплитудного преобразователя соединен с первым входом порогового блока, второй вход которого соединен с входом регулировки смещения по вертикали или горизонтали, выход порогового блока является выходом формирователя изображения сигналов, вход генератора пилообразных импульсов является вторым входом формирователя изображения сигналов и соединен с выходом строчных или кадровых синхроимпульсов (ССИ или КСИ соответственно) синхрогенератора, выход логического формирователя является выходом формирователя изображения сигналов и соединен с одним из входов логического сумматора 23.

Шифраторы 15-1. 15-N предназначены для перевода сигнала, поданного на один вход каждого из них, в выходной параллельный код, который появляется на выходах шифраторов, при этом они могут быть выполнены на микросхемах серии 561.

Формирователь изображения цифр 16 предназначен для бескамерного создания телевизионных сигналов методом, например, растрового сканирования (см. кн. Е.П.Балашова и др. "Микро- и миниЭВМ", Л. Энергия, 1984, с. 231-236) и содержит (см. фиг.4) высокочастотный генератор 36, счетчик элементов 37, счетчик символьных позиций 38, счетчик строк растра 39, блок управления сдвигом 40, регистр сдвига 41, счетчик строк текста 42, видео-ЗУПВ (или ОЗУ) 43, регистр символа 44, знакогенератор (генератор символа) 45 и мультиплексор (коммутатор) 46, причем вход высокочастотного генератора является вторым входом формирователя цифр, выход высокочастотного генератора соединен с входами счетчика элементов и блока управления сдвигом, выход счетчика элементов соединен с входом счетчика символьных позиций, выход которого через счетчик строк растра соединен с вторым входом знакогенератора, выход которого соединен с вторым входом регистра сдвига, первый вход которого подключен к выходу блока управления сдвигом, второй вход формирователя цифр дополнительно подключен к первому входу счетчика строк текста, к второму входу которого подключен третий выход формирователя цифр, выход счетчика строк текста соединен с вторым входом счетчика символьных позиций и с входом видео-ЗУПФ и с первым входом мультиплексора, второй вход мультиплексора соединен с выходом СЕВа, а остальные его N входов соединены с выходами N аттенюаторов второй группы, выход мультиплексора соединен с вторым входом видео-ЗУПФ и с входом регистра символа, выход которого через знакогенератор подключен к второму входу регистра сдвига, выход регистра сдвига является выходом формирователя цифр и соединен с третьим входом логического сумматора 23.

Система единого времени 17 предназначена для формирования сигналов взаимной синхронизации регистрирующих устройств и может быть выполнена на базе микросхем серии 176.

Преобразователь параллельного кода в последовательный 18 предназначен для перевода параллельного кода каждой цифры СЕВа на один выход и может быть выполнен на микросхемах серии 561.

Компаратор 19 предназначен для формирования электрических сигналов временной отметки о положении N чувствительных элементов фотоприемного блока 5.

Формирователь меток положения сканирующего элемента 20 предназначен для бескамерного создания телевизионного сигнала и может быть выполнен по методу временной задержки, описанному в уже упомянутой книге И.Н.Гуглина на с. 72. Он включает (см. фиг.5а) расширитель импульсов 47, генератор пилообразных напряжений 48 и сравнивающее устройство 49, при этом вход расширителя импульсов является входом формирователя меток положения сканирующего элемента, выход расширителя импульсов через генератор пилообразных напряжений соединен с первым входом сравнивающего устройства, на второй вход которого подаются строчные или кадровые синхроимпульсы синхрогенератора, выход сравнивающего устройства является выходом формирователя меток сканирующего элемента и соединен с первым входом логического сумматора 23. На временных диаграммах (см. фиг.5б) показан процесс преобразования постоянного напряжения Uвых.19, снимаемого с выхода компаратора 19, во временной интервал Тз. В качестве расширителя импульсов 47 можно применить обычный инвертор. Если на вход такого инвертора подать гасящие импульсы Uвх.47, то на его выходе сформируются прямоугольные импульсы Uвых. 47, соответствующие длительности прямого хода строчной или кадровой развертки. Генератор пилообразных напряжений 48 формируют напряжение Uвых. 48, характеризующееся высокой линейностью. В сравнивающем устройстве 49 происходит сравнение линейно-изменяющегося напряжения Uвых.48 с напряжением Uвых.19.

В момент сравнения формируются импульсы Uвых.49, задержанные относительно синхронизирующих импульсов Uвых19 на время задержки Тз.

Преобразователь координат 21 предназначен для преобразования информации об относительном положении объекта из полярной системы координат в прямоугольную может быть выполнен по схеме, приведенной в кн. Л.П.Лазарева "Оптико-электронные приборы наведения летательных аппаратов", М. Машиностроение, 1984, с. 366-369.

Формирователь изображения поля зрения 22 предназначен для бескамерного создания телевизионного сигнала изображения фигуры, например, методом вытеснения, описанным в вышеназванной кн. И.Н.Гуглина на с. 92-96. Схема содержит (см. фиг.6) устройства временной задержки 50 и 51, расширители 52 и 53, генераторы пилообразных напряжений 54 и 55, интеграторы 56 и 57, смеситель-усилитель 58, двухсторонние усилители-ограничители 59, 60 и 61, пороговые устройства 62, 63 и 64 и блок логики 65. Синхроимпульсы строк ССИ и кадров КСИ подаются на устройства временной задержки 50 и 51, которые позволяют осуществить плавную задержку импульсов на время прямого хода по горизонтали или вертикали. Задержанные на определенное время синхроимпульсы с выхода устройства временной задержки запускают расширители 52 и 53, формирующие импульсы длительностью, равной обратному ходу строчной или кадровой развертки. Эти импульсы управляют работой генераторов пилообразного напряжения 54 и 55. Пилообразное напряжение используется для формирования импульсов параболической формы с помощью интегратора 56 и 57. Смеситель-усилитель 58 производит аддитивное сложение параболических импульсов. Изменение размаха сформированных таким образом вспомогательных импульсов приводит к изменению уровня срабатывания пороговых устройств, а следовательно, и к размеру фигуры, изображающей поле зрения. Формирование двухградационных сигналов X1, X2, X3 осуществляется с помощью двухсторонних усилителей-ограничителей 59-61 и пороговых устройств 62-64. При этом двухсторонний усилитель-ограничитель позволяет осуществлять плавную раздельную регулировку размера фигуры вытеснения.2 Логический сумматор 23 предназначен для смешения видеосигналов формирователей изображений сигналов, меток положения сканирующего элемента, цифр и поля зрения и может быть выполнен на ячейке 8И-НЕ микросхемы типа 555ЛА2.

Инвертор 24 предназначен для обеспечения противофазной работы ключей 27 и 28 и может быть выполнен на микросхеме типа 555ЛН1.

Синхрогенератор 26 предназначен для формирования сигналов управления работой ПТК 26, формирователей изображения сигналов 21, цифр 16 и поля зрения 24 с помощью стандартных телевизионных импульсов строчной кадровой синхронизации.

Передающая телевизионная камера 26 предназначена для преобразования оптического изображения в видеосигнал и может быть выполнена на видиконе типа ЛИ421 или ЛИ426.

Ключ 27 предназначен для обеспечения прохождения видеосигнала ПТК 26 на второе и третье регистрирующие устройства 29 и 30 соответственно и может быть выполнен на транзисторах.

Ключ 28 предназначен для обеспечения прохождения синтезированного видеосигнала яркостью, определяемой напряжением Uo, на ПТК 26, на второе и третье регистрирующие устройства 29 и 30 соответственно и может быть выполнен на транзисторах.

Второе регистрирующее устройство 29 предназначено для визуализации и наблюдения в реальном масштабе времени синтезированного телевизионного изображения с целью выбора исследования и для идентификации объектов излучения при обработке результатов измерения и может быть выполнено на базе видеоконтрольного устройства (ВКУ), например телевизора "Юность-407". Временная диаграмма формирования синтезированного видеосигнала трех строк на входе ВКУ показана на фиг.7, а на фиг.9 приведено соответствующее этим строкам телевизионное изображение. При этом Uвх.1бл.23, Uвх.2бл.23, Uвх.3бл.23 и Uвх.4бл. 23 это амплитуды напряжений на входах логического сумматора 23, а Uвых.23 амплитуды сигналов на его выходе, Uвых.26 выходной видеосигнал ПТК26, Uо уровень фиксации яркости синтезированного телевизионного изображения, Uвх.29 регистрируемый ВКУ видеосигнал, который параллельно регистрируется третьим регистрирующим устройством 30.

Третье регистрирующее устройство 30 предназначено для записи на магнитную ленту синтезированного телевизионного изображения и звукового сопровождения и может быть реализовано на базе, например, видеомагнитофона типа ВМ-12.

На фиг. 9 схематично показан обрабатываемый кадр синтезированного телевизионного изображения с наложенным на него трафаретом, на котором показано направление, начало Н и конец К сканирования (в нашем случае кругового).

Измерительный прибор работает следующим образом.

На платформе 1 с помощью точечного источника устанавливаются оптическая система 2 с блоком 5 из N фотоприемников и передающая телевизионная камера 26 таким образом, чтобы их оптические оси были параллельны друг другу. Их ориентация на выбранный фрагмент исследований и выбор самого фрагмента осуществляются оператором вручную путем поворота платформы 1 в двух плоскостях, ведя наблюдение при этом по экрану ВКУ29. Выбрав фрагмент для радиометрических измерений, оператор переводит сканирующий элемент 5 и телевизионную камеру 26 в рабочее состояние. Для этого к соленоиду 6 подводится переменный ток, а ПТК подключается к блоку питания.

При подаче переменного тока к соленоиду 6 создается вращающееся магнитное поле, в результате чего начинает вращаться ротор гироскопа, а вместе с ним и N-канальный фотоприемный блок 5. В результате происходит последовательное сканирование той части фрагмента, которая попала в поле зрения оптической системы 2. Если в поле зрения попадает исследуемый объект, то его излучение после отражения от зеркал 3 и 4 фокусируется на чувствительных площадках фотоприемника 5, преобразующего лучистый поток в электрические сигналы. Последние с выходов 1.N предусилителей блока 5 подаются на входы соответствующих усилителей 9-1.9-N первой группы, где эти сигналы усиливаются и подаются на первые входы соответствующих аттенюаторов 10-1.10-N той же первой группы. Управляемые по второму входу эти аттенюаторы позволяют устанавливать требуемые коэффициенты усиления, например 1:1; 1:2; 1:5; 1:10; 1:20. С выходов всех аттенюаторов первой группы сигналы поступают на N входов первого регистрирующего устройства 11, в котором измеряемая величина фиксируется, например, в непрерывной (аналоговой) форме.

С выходов 1.N блока 5 электрические сигналы дополнительно подаются на входы соответствующих усилителей 12-1.12-N второй группы, с выходов которых они поступают на первые входы соответствующих аттенюаторов 13-1.13-N второй группы. По первому выходу каждого из аттенюаторов второй группы сигнал подается на первый вход соответствующего формирователя сигнала изображения 14-1.14-N.

В формирователе, например, 14-1 электрический сигнал фотоприемного блока 5 усиливается усилителем 31 и поступает на первый вход амплитудного преобразователя 32. Строчные синхроимпульсы синхрогенератора 25 используются для запуска генератора пилообразных импульсов 35, импульсы которого подаются на второй вход амплитудного преобразователя 32. Последний позволяет изменять соотношение амплитуд приходящего по первому входу сигнала и пилообразного сигнала, что соответствует усилению воспроизводимого изображения по горизонтали. В состав амплитудного преобразователя 32 входит усилитель, который по второму входу доводит уровень сформированных вспомогательных сигналов до величины, необходимой для подачи их на пороговый блок 33. Регулировка порогового уровня последнего позволяет смещать фронт формируемого первичного изображения по горизонтали. Логический формирователь 34 выделяет фронт формируемой фигуры и окончательно формирует видеосигнал, подаваемый на четвертый вход логического сумматора 23.

Аналогичным образом производится формирование сигналов изображения с помощью кадровых синхроимпульсов. Вид формируемого при этом изображения повторяет форму исследуемого сигнала, но повернутого на 90 град. Следует отметить, что для просмотра отдельных кадров на видеомагнитофоне необходимо, чтобы частота воспроизводимого сигнала была равна или кратна частоте развертки по кадрам (строкам). Помимо этого необходимо выполнение синфазности.

С вторых выходов аттенюаторов второй группы сигналы поступают на входы шифраторов 15-1.15-N, преобразующих их в параллельный двоичный код. Этот код поступает на вход мультиплексора 46 формирователя изображения цифр 16, на первый вход которого подается сигнал также в двоичном коде с выхода СЕВа 17.

В формирователе изображения цифр 16 высокочастотный генератор 36 вырабатывает непрерывные импульсные сигналы, период которых соответствует отдельным элементам изображения в каждой строке растра. Они используются в блоке 40 для управления сдвигом и подаются в счетчик элементов 37, коэффициент пересчета которого определяется числом столбцов в матрице изображения символов плюс число элементов, отводимых на промежуток между символами. Выходной сигнал счетчика элементов 37 подается в счетчик символьных позиций 38, кодом которого определяется номер индуцируемого символа в текущей строке символов. Коэффициент пересчета этого счетчика устанавливается 20-25% превышающим число символов в строке, чтобы устранить искажение изображения при его переполнении. По первому выходу счетчика позиций 38 сигнал запускает счетчик строк раствора 39, а остальное содержимое его используется для адресации ЗУПВ43. Содержимое счетчика строк растра 39 определяет номер строки раствора в текущей строке символов, а коэффициент пересчета равен сумме числа рядов в матрице символов и числа строк растра, приходящихся на промежуток между строками символов. Код из этого счетчика управляет входом адреса ПЗУ знакогенератора 45, определяя текущий ряд матрицы символов (цифр).

Последний счетчик формирователя счетчик строк 42 фиксирует номер строки символов и используется также для адресации видео-ЗУПВ 43. Его коэффициент пересчета на 20-25% больше действительного числа строк символов на экране второго регистрирующего устройства 29, чтобы устранить искажение изображения при его переполнении. Таким образом, общий адрес видео-ЗУПВ43 определяется кодами в счетчике символьных позиций 38 и строк символов (цифр) 42, которые однозначно идентифицируют цифру или букву видео-ЗУПВ, считываемую регистром символов 44.

Чтобы обеспечить образование видеосигнала, в формирователе изображения цифр 16 предусматривается знакогенератор 45, на адресные входы которого подаются код символа и код текущей строки. По этому адресу из ПЗУ знакогенератора 45 считывается соответствующий код, который загружается в регистр сдвига 41, биты которого объединяются с сигналами синхронизации и формируют видеосигнал, подаваемый на третий вход логического сумматора 19.

Как уже было отмечено, в предлагаемом приборе на роторе гироскопа вместе с блоком фотоприемников 5 установлено зеркало-магнит 3. При подаче к соленоиду 6 переменного тока создается вращающееся магнитное поле, которое создает в катушке датчика положения сканирующего элемента 8 периодически изменяющийся сигнал, частота и период которого равны частоте и периоду вращения ротора гироскопа. Этот сигнал используется для формирования меток начала Н и конца К (см. фиг. 9) периода сканирования датчика положения сканирующего элемента 8. В предлагаемом приборе метки выполнены в виде отрезков горизонтальных линий.

С дополнительного выхода датчика положения сканирующего элемента 8 сигнал подается на второй вход преобразователя координат 21, на второй вход которого поступает сигнал с выхода датчика углового положения оптической оси 7. С выхода преобразователя координат 21 информация о прямоугольных координатах поля зрения подается на формирователь изображения поля зрения 22, на третий и четвертый вход которого подаются синхроимпульсы строк ОСИ и кадров КСИ. С выхода формирователя изображения поля зрения 22 сигнал подается на второй вход логического сумматора 23.

Выходной сигнал логического сумматора 23 подается на вход инвертора 24 и на управляющий вход ключа 27. С выхода инвертора 24 видеосигнал поступает на управляющий вход ключа 28. С помощью ключей 27 и 28 осуществляется сложение синтезированного электронным способом видеосигнала Uвых.23 (см.фиг.7д) с видеосигналом от телевизионной камеры Uвых.26 (см. фиг.7е). При этом сложение осуществляется таким образом, чтобы синтезированное изображение не накладывалось на камерное. С этой целью сложение названных выше сигналов осуществляется не одновременно, как это происходит в микшерных усилителях, а поочередно с помощью ключей 27 и 28, т.е. в течение части строки или кадра передается изображение от телекамеры 26, а в течение другой от логического сумматора 23. Таким образом, происходит замещение части камерного изображения, расположенного в данном месте (см. фиг.7ж) с синтезированным изображением. Синтезированный видеосигнал подается на вход ВКУ 29 и видеомагнитофона 30. Очевидно, что для изображения поля зрения оптической системы 2 и информации в нем необходимо, чтобы поле зрения ПТК 26 было, по крайней мере, не меньше поля зрения оптической системы 26.

Следует отметить, что экран ВКУ 23 является, с одной стороны, экраном оператора для управления платформой 1 во время радиометрических исследований, а с другой экраном просмотра видеозаписей при обработке результатов измерений.

На фиг.9 схематично приведена видеозапись предлагаемым прибором. На ней для простоты показаны изображения сигналов с выхода только одного фотоприемника блока 5 (между метками начала Н и конца К периода сканирования), поле зрения, цифра 5 коэффициента ослабления аттенюатора 13-1 и цифра 7 СЕВа. При обработке более детальному анализу подвергается та часть видеокадра, которая находится внутри границы изображения поля зрения прибора. Для этого сначала с помощью трафарета градуируют экран ВКУ между метками Н и К. Затем измеряют угловое расстояние между амплитудами сигналов, величины этих амплитуд и т.д. После этого величину угла переносят на поле зрения, поместив при этом вершину угла в точку 0 центра поля зрения. Начальная точка отсчета точка Н - и направление сканирования устанавливаются до начала измерений. Луч ОК указывает при этом на объект, излучение которого зафиксированного прибором.

Техническая эффективность предлагаемого изобретения видна из следующих простых рассуждений и расчетов. Очевидно, что угловая скорость движения электронного луча Ул по мишени видикона должны быть на порядок выше угловой скорости движения Уо исследуемого объекта. В упомянутых выше видиконах диагональ Lм его мишени равна примерно 10 мм, а период кадровой развертки Тк при поле зрения 1 град равен 59 мс. Тогда Уо Lм/Тк 2 град/с.

Таким образом, действительно в предлагаемом приборе диапазон исследуемых объектов расширяется в сторону более скоростных. 2 4

Формула изобретения

Измерительный прибор, содержащий оптическую систему со сканирующим элементом, например блоком из N фотоприемников, оптический вход которого сопряжен с оптической системой, первую группу из N усилителей, а также первое регистрирующее устройство, последовательно соединенные синхрогенератор и второе регистрирующее устройство, при этом выходы N фотоприемников соединены с соответствующими входами усилителей первой группы, отличающийся тем, что в него дополнительно введены датчик положения сканирующего элемента, датчик углового положения оптической оси, первая группа из N аттенюаторов с дискретно-управляемыми коэффициентами передачи, вторая группа из N последовательно соединенных усилителей, аттенюаторов с дискретно-управляемыми коэффициентами передачи и формирователей изображения сигналов, последовательно соединенные передающая телевизионная камера (ПТК) и первый ключ, последовательно соединенные компаратор и формирователь меток датчика положения сканирующего элемента, последовательно соединенные преобразователь координат и формирователь изображения поля зрения, N шифраторов, формирователь изображения цифр, последовательно соединенные логический сумматор и инвертор, второй ключ, третье регистрирующее устройство, последовательно соединенные система единого времени (СЕВ) и преобразователь параллельного кода в последовательный, при этом выход датчика положения сканирующего элемента подключен к входу компаратора и к первому входу преобразователя координат, выход формирователя меток датчика положения сканирующего элемента соединен с первым входом логического сумматора, выход датчика углового положения оптической системы с вторым входом преобразователя координат, третий пятый входы формирователя изображения поля зрения соединены с выходами строчных и кадровых синхроимпульсов синхрогенератора и входом управления размером поля зрения соответственно, выход формирователя изображения поля зрения соединен с вторым входом логического сумматора, входы аттенюаторов первой группы с выходами соответствующих усилителей первой группы, выходы аттенюаторов первой группы подключены к N входам первого регистрирующего устройства, выходы N фотоприемников дополнительно соединены с входами соответствующих усилителей второй группы, вторые входы аттенюаторов второй группы с входами управления коэффициентами передачи, вторые выходы N аттенюаторов второй группы с входами N шифраторов, выходы которых соединены с N входами формирователя изображения цифр, первый третий входы которого соединены с дополнительным выходом СЕВ, выходами строчных и кадровых синхроимпульсов синхрогенератора соответственно, выход формирователя изображения цифр подключен к третьему входу логического сумматора, остальные N входов которого соединены с выходами N формирователей изображения сигналов, выход преобразователя параллельного кода в последовательный соединен с (N+1)-м входом первого регистрирующего устройства, вторые входы формирователей изображения сигналов и формирователей меток датчика положения сканирующего элемента соединены с выходом строчных или кадровых синхроимпульсов синхрогенератора, третий и четвертый входы формирователей изображения сигналов соединены с входом управления усилением и смещением по вертикали или горизонтали, вход второго ключа с входами фиксации уровня яркости синтезированного изображения, входы ПТК с выходами строчных и кадровых синхроимпульсов синхрогенератора, выходы первого и второго ключей с входами второго и третьего регистрирующих устройств, выход логического сумматора дополнительно соединен с управляющим входом первого ключа, выход инвертора с управляющим входом второго ключа, поле зрения ПТК должно быть не меньше поля зрения оптической системы, а их оптические оси должны быть параллельны.

РИСУНКИ

Рисунок 1,