Доклады Академии Наук СССР 1937. Том XV, № 1 АСТРОНОМИЯ Е. Я. ПЕРЕПЕЛКИН ПРИБОР ДЛЯ БЫСТРОЙ ТОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАПИСЕЙ САМОРЕГИСТРИРУЮЩЕГО МИКРОФОТОМЕТРА (Представлено академиком С. И. Вавиловым 13 II 1937) При обработке записей кривых саморегистрирующего микрофотометра разбивают измеряемый контур на ряд точек, представляющих во всех деталях контур. На этой записи отмечают положения линии полной тем­ ноты (нуль—пункт гальванометра) и линии фона пластинки, для чего регистрируют те ее части, которые не подвергались воздействию света. В дальнейшем измеряют прямоугольные координаты всех точек, на ко­ торые разбит измеряемый контур. Разность ординат h какой-либо точки контура и линии темноты, вы­ раженная в долях расстояния Н между линиями темноты и фона, является тем аргументом, по которому определяют интенсивность, соответствующую этой точке контура. Интенсивность находят по характеристической кривой, графически связывающей почернения пластинки, характеризуемые отбросами h галь­ ванометра (выраженными в долях Н), с интенсивностью света, вызвав­ шего эти почернения. В результате всех операций на миллиметровой бу­ маге вычерчивают по отдельным точкам контур интенсивности. Подобные операции производятся и в том случае, когда хотят получить контур в ло­ гарифмах интенсивности или звездных величинах. Описанная здесь и обычно употребляемая процедура занимает много времени и является весьма утомительной. Разными авторами были разработаны конструкции приборов, облег­ чающих промежуточные вычисления, однако требующих также разложе­ ния измеряемого контура на точки (г). В конце 1934 г. К. Haberl построил прибор, позволяющий автоматически вычерчивать измеренный контур в интенсивностях при заданной характеристической кривой, вырезывае­ мой из тонкой алюминиевой жести (2). При работе с этим прибором изме­ ряющий обводит острием измеряемый контур на записи микрофотометра. Большим недостатком этого прибора является необходимость вырезать ха­ рактеристическую кривую, годную только для данной фотопластинки и ее регистрации, характеризуемой отбросом Н гальванометра при записи фона. Автор настоящей статьи еще в 1933 г. начал обдумывать конструкцию прибора для точной автоматической обработки записей микрофотометра. На собрании работников Астрофизического сектора Пулковской обсер­ ватории 26 октября 1933 г. им были доложены описание схемы и расчет подобного прибора. В настоящее время этот прибор, названный «микро- •фотографом», изготовлен, испытан и готов для постоянной работы. — 26 — В основу «микрофотографа» был положен принцип анаморфозы шкалы ординат записи саморегистрирующего микрофотометра, применяемый в номографии. Если отметить на этой записи по оси ординат деления, со­ ответствующие последовательным круглым значениям интенсивности, легко заметить, что расстояние между делениями не будет одинаково. Близ линии фона и в особенности около линии темноты расстояние между деле­ ниями будет мало в сравнении с аналогичными расстояниями в средней части записи. Микрофотограф является прибором, который трансформи- Фиг. 1. рует неравномерную шкалу интенсивностей на записи микрофотометра в равномерную шкалу с делениями, расположенными на одинаковых рас­ стояниях друг от друга, оставляя шкалу абсцисс без изменений. В этом приборе кривая записи микрофотометра будет перечерчена со всеми своими деталями в кривую интенсивности. Микрофотограф не может конечно выровнить целиком всю шкалу ординат записи микрофотометра, однако рабочую область фотопластинок, соответствующую плотности почернений от 0.0 до 1.7, он может легко пол­ ностью обрабатывать. Заметим, что плотности 1.7 на записи микрофото­ метра соответствует отброс h всего в 2 мм при Н =100 мм. Основу прибора составляют кривошипный кулисный механизм с бес­ конечным шатуном и кулачковый механизм с роликом, скользящим по изогнутой стальной ленте. Нафиг. 1 представлен чертеж общего вида^при- бора в двух его проекциях: сбоку и сверху. На литой опорной плите 1 находятся четыре' лагера, через которые проходит вращающийся стальной вал 2 с цилиндрами 3 на его концах. На левом цилиндре укрепляется запись саморегистрирующего микрофо­ тометра, на правом—лист миллиметровой или белой бумаги. Вал 2 вместе с цилиндрами приводится через редуктор в медленное вращение электро­ мотором, скорость вращения которого регулируется реостатом. Вдоль образующей правого цилиндра может перемещаться карандаш 6, вычер­ — 27 — чивающий на бумаге кривую интенсивности. Этот карандаш закрепляется на рейке 5, движущейся между четырьмя направляющими роликами 4 слева направо. Вдоль образующей левого цилиндра движется лупа 8, закрепляе­ мая на рейке 7, перемещающейся также между четырьмя направляющими роликами. В нижней части гильзы, поддерживающей лупу, вставлена стек­ лянная пластинка с нарезанным на ней крестом. Перпендикулярно к валу 2 установлена ось 9, на верхнем конце кото­ рой укреплен диск 10 с четырнадцатью радиальными прорезами 12. Внутри последних перемещаются ползунки 77, закрепляемые в прорезах зажим­ ными винтами. В ползунках 11 вставлены особые штифты с прорезами, внутри которых располагается гибкая стальная лента 13. Перемещая пол­ зунки 11 в прорезах диска 10, можно изогнуть и зафиксировать эту ленту. На диске 10 в специальном прорезе перемещается палец 15, расстояние которого от оси 2 изменяется винтом 16, причем это расстояние отсчиты­ вается по особой шкале. Палец 15 может свободно скользить без заметного люфта внутри прореза 17 в правой части рейки 7. При вращении диска 10 посредством рукоятки 74 этот палец толкает рейку 7 и вместе с ней пере­ мещает лупу 8. Таким образом путем вращения вала 2 и диска 10 пред­ ставляется возможным навести крест лупы на любую часть кривой записи микрофотометра. Левая часть рейки 5 оканчивается роликом, катящимся по стальной ленте 13 и постоянно прижимаемым к ней. Для этой цели к правому концу рейки 5 прикреплен конец троса, перекинутого через ряд блоков и окан­ чивающегося подвешенным к нему грузом 18. При вращении диска 10 ролик следит за изгибами стальной ленты и перемещает карандаш 6. Таким образом линейные смещения лупы 8 трансформируются во враще­ ние диска 10 и через ленту 13—снова в линейные смещения карандаша 6. Меняя расстояние г пальца 15 от оси 9 и изгиб стальной ленты, можно изменять закон трансформации движения лупы 8 в смещение карандаша 6. Расстояние г выбирается в зависимости от отбросов Н гальванометра при регистрации фона, г пропорционально Н, причем для описываемого прибора коэффициент пропорциональности был выбран равным 0.55. Изгиб стальной ленты зависит от формы характеристической кривой исследуемой фотопластинки, тогда как расстояние г связано с условиями регистрации этой пластинки, т. е. накала лампы микрофотометра, площади его щели и т. д. Если при регистрации фотопластинки Н имело другое значение, чем при регистрации марок интенсивности, использованных для построения характеристической кривой, то достаточно изменить соответ­ ствующим образом расстояние г, не меняя изгиба стальной ленты, чтобы учесть влияния изменения Н. Это свойство прибора представляется в пра­ ктическом отношении весьма ценным. Нужный изгиб стальной ленты 13 задается следующим образом. На записи микрофотометра наносят деления, соответствующие последова­ тельным круглым значениям интенсивности. По измеренному расстоянию Н устанавливают расстояние г пальца 15 от оси 9. Линейная зависимость между Н и шкалой расстояний г определяется для прибора раз навсегда. Лупу 8 закрепляют таким образом, чтобы при крайнем повороте диска 10 крест лупы оказался над линией (фона. Карандаш 6 устанавливают тогда против линии, соответствующей интенсивности 0, когда крест лупы направлен на линию фона, причем для удобства ось 9 может быть закре­ плена специальным стопорным винтом, не показанным на фиг. 1. Вращая далее диск 10, наводят крест на деление записи микрофотометра, соответствующее интенсивности 1. Карандаш сместится и не попадет на — 28 — деление 1 равномерной шкалы правого цилиндра 3. Перемещая стоящий против ролика ползунок 11 в своем прорезе, вместе со стальной лентой 13 смещают карандаш, устанавливая его точно на деление 1. После этого переходят к делению 2 шкал обоих цилиндров, для чего изгибают новый участок стальной ленты, добиваясь одновременной установки креста лупы и острия карандаша на деления, соответствующие интенсивности 2 и т. д. При желании можно произвести установку стальной пружины во вто­ ром приближении. Двух приближений вполне достаточно. Вся операция изгиба стальной лен­ ты, как показал опыт, занимает 5—10 мин. при точности уста­ новки до 0.2 мм. После установки ленты приступают к перечерчиванию кри­ вой записи микрофо­ тометра; включают электромотор, и ци­ линдры 3 начинают медленно вращаться. Измеряющий, пово­ рачивая диск 10, сле­ дит, чтобы середина креста лупы постоян­ но покоилась на кри­ вой записи микрофо­ Фиг. 2. тометра. В это время острие карандаша 6 вычерчивает на бумаге правого цилиндра кривую интенсивности. Точ­ ность построения кривых интенсивности настолько велика, что двое измеряющих лиц вычерчивают кривые интенсивности с точностью до 0.2 мм одинаковым образом. Описанный прибор позволяет быстро и точно вычерчивать контуры интенсивности, причем вся операция занимает, как показала практика, в 5—10 раз меньше времени, чем обычно употребляемое построение конту­ ров по точкам. Прибор позволяет вычерчивать контур и в логарифмах ин­ тенсивности или звездных величинах. На фиг. 2 дана фотография описываемого прибора, построенного заводом «Эталон» в Ленинграде и спроектированного А. В. Гоерц и М. К. Яроцкой. При желании этот прибор можно заставить измерять не­ посредственно площади контуров интенсивностей. Для этой цели надо связать ведущее острие планиметра с карандашом. В заключение автор считает своим долгом выразить признательность проф. М. Л. Франк и инженеру Н. Г. Пономареву за ряд ценных советов при конструировании прибора. Пулковская обсерватория. Поступило 13 II 1937. ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА ‘Th. Dunham, Jr., Publ. Astronom. Soc. Pacific, 45, 204—205 (1933): G. O. Langstroth, Rev. Scient. Instrum., 5, 255—256 (1934); R. J. К i p p & Z о n e n, The General Catalogue, Sec. K., 67—68 (1935). 2 К. H a b e r 1, Phys ZS„ 36, 59—61 (1935).