Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Мой курсач!!!.doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
10.07.2019
Размер:
248.32 Кб
Скачать

Московский Университет Приборостроения и Информатики

Кафедра «Информационные оптико-электронные системы»

Курсовая работа

по специальности "ПР-5"

на тему:

"ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ ВИЗИР"

Выполнил студент: Быков В. С.

Руководитель: Давиденко В. П.

 

 

 

Лыткарино, 2011

Визир - оптическое устройство, обеспечивающее наблюдение удаленных объектов. Различают визиры рамочные (иконометры), телескопические и зеркальные.

Телескопический визир - визир, оптические компоненты которого образуют телескопическую (афокальную) систему. Телескопический визир состоит из : объектива, оборачивающей призмы и окуляра.

Объектив - обращенная к объекту часть оптической системы или самостоятельная оптическая система, формирующая действительное изображение оптическое объекта. Это изображение либо рассматривают визуально в окуляр, либо получают на плоской (реже искривленной) поверхности (фотографического свето-чувствительного слоя, фотоприемника или электроннооптического преобразователя, матового стекла или экрана). Основные характеристики объектива: фокусное расстояние, угол поля зрения, относительное отверстие.

Оборачивающая призма - элемент оптических схем, используемый для оборачивания изображения. Действие оборачивающей призмы основано на использовании полного отражения света

Окуляр - часть оптической системы, обращенная к глазу наблюдателю. Окуляр служит для увеличения изображения, получаемого с помощью объектива. Основные характеристики окуляров: фокусное расстояние, угол поля зрения, относительное отверстие, вынос выходного зрачка.

Сетка (визирная) служит для измерения и наведения телескопического визира, которая наносится на плоскопараллельную пластину, устанавливаемую в совмещенных фокальных плоскостях объектива и окуляра.

Техническое задание

  1. Видимое увеличение Г = 20х

  2. Действительное (объективное) поле зрения 2 W = 20

3. Диаметр зрачка D зр. вых. = 2,5 мм

4. Фокусное расстояние окуляра f ок. = 12 мм

5. Угол отклонения оптической оси ω = 600

6. Виньетирование наклонного пучка χ = 0,5

7. Положение неподвижной призмы а1 = 20 мм

Марка стекла призмы БК10

8. Углы качания визирного зеркала α = ± 110

9. Положение визирного зеркала выбирается из соображений обеспечения его минимального размера.

10. Диапазон фокусировки окуляра N = ± 6 дптр.

11. Угловая цена деления сетки γ = 6 ′

12. Число делений сетки n = 17 делений

3. Определение фокусного расстояния объектива:

Г = f об../ f ок. ,

где Г – видимое увеличение;

f об. – фокусное расстояние объектива;

f ок. . – фокусное расстояние окуляра.

f об. = Г * f ок. = 20 * 12 = 240 мм

4. Определение диаметра зрачка входа:

Г = D зр. вх. / D зр. вых. ,

где D зр. вх - диаметр зрачка входа;

D зр. вых - диаметр зрачка выхода.

D зр. вх. = Г * D зр. вых. = 20 * 2,5 = 50 мм

5. Построение хода лучей 1 и 5 (рис. 3).

6. Построение главного луча 3, определение диаметра полевой диафрагмы.

tgw = D п.д . / 2 f об.;

где D п.д - диаметр полевой диафрагмы.

w – половина угла поля зрения.

D п.д. = 2 f об. * tgw = 2 * 240 мм. * tg10 = 8,16 мм

7. Графическое построение лучей 2 и 4.

Высоту наклонных лучей 2 и 4 определяем по формуле

h = D зр. вх (1 – χ),

где D зр. вх - диаметр зрачка входа оптической системы;

χ - виньетирование наклонного пучка.

h = 50 (1-0,5)/2 = 12,5 мм

tg w2’ = (Dп.д. / 2) – h / f’об. = (8,16 / 2) – 12,5 / 240 = - 0,035

w2 = atan [tg w2’] = -2

tg w4’ = (Dп.д. / 2) + h / f’об. = (8,16 / 2) + 12,5 / 240 = 0,069

w4 = atan [tg w4’] = 3,95

tg w’ = tg(w) * Г = 0,017 * 20 = 0,34

w’ = atan (tg w’) = 19,24

2w’ = 38,48

h2 = D п.д / 2 - tg (w2’) * (-fок) = 4,08 - (-0,035) * (-12) = 3,66 мм

h3 = D п.д / 2 + tg (w) * fок = 4,08 + 0,017 * 12 = 4,3мм

h4 = D п.д / 2 + tg (w4’) * fок = 4,08 + 0,069 * 12 = 4,9мм

8. Определение положения выходного зрачка.

Выходной зрачок окуляра находиться на расстоянии Sок. от задней главной плоскости окуляра (см. рис. 3).

Sок = h3 / tg w’ = 4,3 / 0,34 = 12,6 мм

9. По условию предполагается, что объектив совпадает с входным зрачком, а диаметр входного зрачка определен в п. 4 записки, следовательно диаметр объектива равен 50 мм (D об. = 50 мм).

Диаметр окуляра определяется по лучу, высота, которого максимальна в плоскости окуляра.

D ок. = 2 * ( D п.д / 2 + tg (w4’) * fок ) = 2 * (4,08 + 0,069 * 12) = 9,8 мм

10. Задавшись размером а1 = 20 мм (по условию), чертим выходную грань призмы, графически определяем сечение DE. Принимаем его предварительно за половину диаметра входного светового потока призмы

Dр / 2.

Dp = [( f’об. – a1 ) * tg w2’ + h] * 2 = [( 240 – 20 ) * (- 0,035) + 12,5] * 2 = 9,6 мм

Dp / 2 = 9,6 / 2 = 4,8 мм

11. По заданию в телескопическом визире будет использоваться призма АкР 60 0, которая отклоняет осевой луч на 60 0 и дает зеркальное изображение (см. рис. 2).

Находим длину хода лучей (L) в призме.

L = 2,646 * Dp = 2,646 * 9,6 = 25,4 мм

12. Вычисляем приведенную к воздуху длину хода лучей в развернутой призме при n = 1,5688 (это показатель преломления стекла БК10, из которого сделана призма).

Lвозд. = L/n = 25,4/1,5 = 16,9 мм

По этой величине строим переднюю грань MN эквивалентной редуцирован-

ной призмы.

AB = ( f’об - a1 - L/n ) * tg w2’ + h = ( 240 – 20 – 16,9 ) * ( - 0,035) + 12,5 = 5,4

AB > DE

5,4 > 4,8

Принимаем Dp = 2 * AB

Dp = 2 * 5,4 = 10,8 мм

13. Уточняем размеры призмы и длину хода лучей ( L ) в ней.

а = б = Dр = 10,8 мм

с = 2 * Dр = 21,6 мм

h = 1,094 *Dр. = 11,8 мм

L = 2.646 * Dр. = 28,5 мм

L – длина хода луча в данной призме

Lвозд. = L/n = 28,5/1,5 = 19 мм

Определяем размер а2 – это расстояние от главной плоскости объектива до передней грани редуцированной призмы (см. рис.3).

а2 = f об. – а1 - Lвозд. = 240 - 20 - 19 = 201 мм,

где Lвозд. = L / n, n – показатель преломления стекла БК10

n = 1,5688.

14. Определяем осевое смещение Δ преломленного луча пластиной, находящейся в однородной среде.

Δ = [(n – 1) / n] * Lвозд ,

где n – показатель преломления стекла БК10;

L – толщина пластины.

Луч при преломлении в плоскопараллельной пластине не меняет своего направления, а лишь смещается на величину Δ.

Δ = [(1,5 – 1) / 1,5] * 19 = 6,3 мм

Определяем длину визира от объектива до окуляра:

d = f об. + Δ + f ок.= 240 + 6,3 + 12 = 258,3 мм (см. рис.4)

d1 = a1 + Δ = 20 + 6,3 = 26,3 мм

15. Строим конструктивную схему визира с отклонением оси на угол 600 с размерами а1 и а2, на схеме проставляем все обозначения и размеры (см. рис. 1).

16. Определяем грани призмы на которое надо нанести покрытие .

Первую грань луч света проходит без преломления, т.к. падает на нее перпендикулярно, на второй грани он полностью отражается, т. к. угол падения луча равен 600, а это больше чем угол полного внутреннего отражения для стекла БК10 (εm = 390 36/), следовательно вторую грань призмы не серебрят. На крышу луч падает под углом 600, а это больше чем угол полного внутреннего отражения для стекла БК10, значит грани крыши не надо серебрить.

17(об.) По фокусному расстоянию, относительному отверстию и полю зрения объектива подбираем реальный объектив. Для этого воспользуемся справочным материалом методички, где приводится атлас двойных стеклянных объективов ГОИ.

Табл. 1

Расчетные данные объектива

Справочные данные объектива

Dзр. вх = 50 мм

f об. = 200 мм

f об. = 240 мм

1 : nг = 1 : 4

Dзр. вх / f об. = 50 / 240 = 1: 4,8 (отн. отв.)

2 W = 120

2 W = 20

n1 = 1 воздух

r1 = 131,1

d1 = 2,0 n2 = 1,6475 (ТФ1)

r2 = 55,0

d2 = 8,0 n3 = 1,5163 (К8)

r3 = - 211,9

n4 = 1 воздух

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.