Устройство для измерения расстояния

Устройство для измерения расстояния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к бесконтактному контролю положения объектов в пространстве, геодезии. Целью изобретения является повышение точности измерения расстояний до объекта путем исключения внешней измерительной базы, что в свою очередь исключает погрешности, связанOftexm ные с взаимной юстировкой объекта .и устройства контроля. Сканер, образованный совокупностью четырех куб-призм 4-7, обеспечивает деление излучения на два параллельнь:х пучка за счет объединения куб-призм 4-7 попарно в блоки, разнесенные на расстояние, равное базовому. Кубпризмы 4-7 жестко установлены на платформе 3 и ориентированы так, что их светоделительные грани ортогональны одна относительно другой, а платформа 3 выполнена вращающейся , что обеспечивает сканирование обоими пучками в пространстве. Моменты -времени, в которые пучки попадают на фотоприемники 8, произвольно расположенные на объекте, фиксируются блоком 10 сравнения временных интервалов, и по известной скорости ска1шрования и расстоянию между блоками куб-призм определяют искомое расстояние до объекта, 2 ил. I (Л Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU<», (50 4 01 В 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 391 0460/24-28 (22) 18. 06. 85 (46) 07 ° 03.87. Бюл, У 9 (71) Харьковский авиационный институт им. Н.Е,Жуковского (72) О,Е.Бондарь, В.И.Лахно и 10.Ф,Чаплин (53) 531.7.71:531.14(088.8) (56) Патент CU1A У 4035084, кл. G 01 В 11/26, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 954816, кл. G 01 В ll/26, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к бесконтактному контролю положения объектов в пространстве, геодезии.

Целью изобретения является повышение точности измерения расстояний до объекта путем исключения внешней измерительной базы, что в свою очередь исключает погрешности, связанИзсюл ные с взаимной юстировкой объекта .и устройства контроля. Сканер, образованный совокупностью четырех куб-призм 4-7, обеспечивает деление излучения на два параллельных пучка за счет объединения куб-призм 4-7 попарно в блоки, разнесенные на расстояние, равное базовому. Кубпризмы 4-7 жестко установлены на платформе 3 и ориентированы так, что их светоделительные грани ортогональны одна относительно другой, а платформа 3 выполнена вращающейся, что обеспечивает сканирование обоими пучками в пространстве. Иоменты. времени, в которые пучки попадают на фотоприемники 8, произвольно расположенные на объекте, фиксируются блоком 10 сравнения временных интервалов, и по известной скорости сканирования и расстоянию между блоками куб-призм определяют искомое расстояние до объекта. 2 ил.

12952

Изобретение относится к измерительной технике, к области бесконтактного контроля положения объектов в пространстве, геодезии, Цель изобретения — повышение точ- 5 ности измерений расстояния до объекта путем исключения внешней измерительной базы, что в свою очередь исключает погрешности взаимной юстировки объекта и иэмерительности уст1О ройства, На фиг, 1 изображено устройство и сканер; на фиг ° 2 — измерительная схема.

Устройство содержит установленные на общем основании источник излучения, например лазер 1, коллиматор 2, платформу. 3, установленную с воэможностью вращения вокруг оси коллийатора, куб-призмы 4-7, фотоприем20 ник 8, расположенный на объекте, расстояние R до которого измеряется, контрольный фотоприемник 9, расстояние до которого Rк известно, 25

Выходы фотоприемников соединены с входом блока 10 сравнения временных интервалов, выход которого соединен с входом блока 11 индикации.

Сканер состоит из куб-призм 4-7

30 с одинаковыми по величине ребрами.

Призма 4 обеспечивает расщепление луча лазера, а призмы 5-7 — отражение луча, Призмы 4, 5 и 6, 7 объеди" иены в блоки, размещенные на базовом расстоянии, один относительно другого, Устройство работает следующим образом.

Излучение лазера прохоцит через коллиматор 2, оптическая ось ко-: торого совпадает с осью вращения платформы 3, попадает на куб-призмы

4-7, Куб-призма 4 расщепляет луч на две части, направляя одну из них в сторону куб-призмы 5, а другую — в сторону куб-призмы 6. Куб-призма.5 отражает луч в сторону фотоприемника 8, куб-призма 6 отражает луч на куб-призмы 7, а та, в свою очередь, в сторону фотоприемника 8 таким образом, что луч, отраженный куб-призмой 7, идет параллельно лучу, отраженному куб-призмой 5. Оба луча, отраженные в сторону фотоприемника 8, вращаются в одной плоскости, параллельной плоскости платформы 3, Расстояние между призмами 5 и 7 .,ирсоответственно, между лучами,на!

4 2 правленными в сторону фотоприемника

8, является базовым, Лучи разворачиваются в пространстве расщеплением с угловой скоро", стью я, при этом один из лучей проходит через ось вращения сканера.

При своем движении лучи принимаются фотоприемниками 8 и 9, Сигналы с фотоприемников поступают на вход блока 10 сравнения временных интервалов, после обработки результат представляется блоком ll индикации в удобной для использования форме.

Искомое расстояние R „ определяется из формулы

Ь

sinut где у - скорость вращения базы, рад/с; .

t„ - интервал времени между импульсами с фотоприемника 8, расположенного в точке Ф, полученными в результате пересечения его чувствительной площадки сначала лучом

ОС, а затем лучом АВ.

При сканировании контрольного фо" топриемника 9 лучом ОС и АВ íà его выходе возникают два импульса, интервал между которыми t несет информацию о скорости ы. В этом случае формула определения скорости при известных Кк и Ь имеет вид ! . Ь

Я = — arcsin --, (2) с2 Rx а формула для определения контролируемой величины

R „- ° „—. ° (3)

Ь

sin>, /tzarcsinb/R„

Таким образом„ задача определения расстояния сводится к вычислению отношения временных интервалов и t и дальнейшим преобразованиям результата в соответствии с вы" ражением (3), В устройстве сигналы с выходов фотоприемников поступают в блок сравнения временных интервалов !О, после чего в блоке 11 индикации производятся необходимые математические преобразования для представления информации о расстоянии Р.„ в удобной форме.

Использование сканера в качестве измерительной базы позволяет отказаться от предварительной взаимной юстировки измерительного устройства

Составитель Н.Чичварин

Редактор М.Бланар Хехред А.Кравчук Корректор О.Луговая

Заказ 608/46 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

3 12952 и объекта, которая в известном уст+ ройстве проводится с целью обеспечения взаимной перпендикулярности базы фотоприемников, устанавливаемых на объекте, и оптической оси коллиматора. Исключение неизбежных при юстировке погрешностей обеспечивает повышение точности измерения. формула изобретениями

Устройство для измерения расстояния, содержащее источник излучения, коллиматор и последовательно установленные по ходу излучения сканер, t5 фотоприемную систему, выполненную из двух фотоприемников, разнесенных один относительно другого на расстояние, равное базовому, блок сравнения временных интервалов и блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено платформой, установленной с возможностью вращения вокруг оптической оси коллиматора, а сканер выполнен в виде жестко установленных на платформе четырех кубпризм, попарно объединенных в светоделительные блоки, разнесенные один относительно другого на расстояние, 1 равное базовому, и ориентированных таким образом, что их светоделительные грани ортогональны друг относительно друга.