Светодальномер

Светодальномер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к прикладному геодезическому приборостроению . Цель изобретения - повьшение точности измерения расстояния за счет устранения паразитной амплитудной модуляции. В фотоприемнике 9 формируется сигнал, частота которого равна частоте переключения частот в генераторе 16 модулирующей частоты, а амплитуда определяется расстройкой этих частот относительно значения частоты, при которой зарегистрирован минимум сигнала. Через переключатель 11 тест-измерение канала напряжение сигнала поступает на следящую систему 15 управления частотой модуляции. Выходное напряжение последней управляет частотными генераторами 16 так, чтобы сигнал ошибки был равен нулю. Средняя частота модуляции, соответствующая минимуму сигнала, измеряется счетно-решающим устройством 18. 1 ил. (Л со 4 сл о сл С5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 С 01 С 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

1Р

Ю (3Ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4030906/24-10 (22) 19.12.85 (46) 15.10.87. Бюл, Р 38 (72) С, Х, Абдуллин, Р. А. Аталина, С. С. Балбашевский, В. П. Васильев, А, В. Дзюба, Ю. Б. Ермашкевич, В. В. Кугин, М. В. Курапова, Ю. А, Носов, В, Ф. Хомаза и В, Н. Цветков (53) 528.517(088,8) (56) Мовсесян Г. А. и др. Высокочастотный электрооптический светодальномер ДВС-1200. — Геодезия и картография, 1973, N -9, с. 14-18, Бугаев Ю. Г. и др. Геодезический светодальномер СГ-3. Геодезия и картография, 1978, У 3, с. 17-23. (54) СВЕТОДАЛЬНОМЕР (57) Изобретение относится к прикладному геодезическому приборостроÄÄSUÄÄ 1345056 А1 ению. Цель изобретения — повьппение точности измерения расстояния за счет устранения паразитной амплитудной модуляции. В фотоприемнике 9 формируется сигнал, частота которого равна частоте переключения частот в генераторе 16 модулирующей частоты, а амплитуда определяется расстройкой этих частот относительно значения частоты, при которой зарегистрирован минимум сигнала. Через переключатель

11 тест-измерение канала напряжение сигнала поступает на следящую систему

15 управления частотой модуляции.

Выходное напряжение последней управляет частотными генераторами 16 так, чтобы сигнал ошибки был равен нулю.

Средняя частота модуляции, соответствующая минимуму сигнала, измеряется счетно-решающим устройством 18.

1 ил.! 345056

Изобретение относится к прикладному геодезическому приборостроению и может быть использовано,цля автоматизированного измерения расстояний при строительстве, юстировке и контроле перемещений крупных инженерных сооружений, а также для исследования смещений точек земной поверхности °

Целью изобретения является повышение точности измерения расстояния за счет устранения параэитной амплитудной модуляции светового потока °

На чертеже изображена структурная схема светодальномера, где приняты следующие обозначения:

1 — источник излучения;

2 — модулятор;

3 — светоделитель;

4 — приемопередающий оптический блок, 5 — поляроид;

6 — второй фотоприемник;

7 - первый переключатель тестизмерение;

8 — первый регулятор постоянного смещения;

9 — первый фотоприемник;

10 — демодулятор;

11 — третий переключатель тесизмерение;

12 — второй регулятор постоянного смещения;

13 — второй переключатель тестизмерение;

14 — генератор тест-измерение, 15 — блок управления частотой модуляции;

16 — генератор модуляцией частоты

17 — блок регулирования амплитуды напряжения;

18 — счетно-решающий блок, Устройство работает следующим образом, Излучение источника 1 (например, газового лазера) пропускается через модулятор 2 света, затем через светоделитель 3 и через передающий канал приемопередающего оптического блока 4 направляется на световоэвра— щатель, установленный »а другом конце измеряемой линии. Отклоненная светопелителем 3 часть светового i!o тока проходит через поляроид 5, скрещенный с плоскостью поляризации источника излучения, и попадает на второй фотоприемник 6, К выходу фотоприемника 6 подключен первый пере-.

ДЦ

50 ,55 ключатель 7 тест-измерение, с первым выходом KoTopoI соединен первый вход первого регулятора 8 постоянного сме- щения, второй вход которого соединен с генератором 14 тест-изменение, а выход подключен к модулятору 2. Второй выход переключателя 7 соединен с входом блока 17 регулирования амплитуды напряжения, выход которого подключен к генератору 16 модулирующей частоты. Первый выход генератора 16 подключен к счетно-решающему блоку

18, второй — к входу переключателя

13, третий — к второму входу блока

17, а четвертый — к второму входу блока 15. Второй вход переключателя

13 соединен с генератором 14, а выход связан с модулятором 2 и демодулятором 10.

Пришедший от световоэвращателя световой поток через приемный канал приемопередающего оптического блока

4 проходит на демодулятор 10, идентичный модулятору 2, и регистрируется фотоприемником 9. К выходу фотоприемника 9 подключен вход переключателя !1, Его первый выход соединен с входом блока 15 управления частотой модуляции, выход которого связан с вторым входом генератора 16 модулирующей частоты. Второй выход переключателя 11 соединен с первым входом второго регулятора 12 постоянного смещения, выход которого связан с демодулятором !О, а второй вход подключен к генератору !4 °

8 начале измерений переключатели

7,11 и 13 устанавливается внешней командой (например, кнопкой) в положение "Тест . Излучение источника света в этом случае модулируется в модуляторе 2 низксчастотным напряжением генератора 14, пропускаемого переключателем 13, Если рабочая точка модулятораустановлена правильно (B минимуме модуляционной характерисики), частота модуляции света оказывается удвоенной, Если же рабочая точка оказывается смещенной из минимума, в промодулированном излучении, кроме второй, присутствует и первая гармоника частоты модуляции, Отклоненная светоделителем 3 часть излучения проходит через поляроид 5, позволяющий преобразовать фазовый сдвиг между обыкновенным и необыкновенным лучом в модуляторе 2 в амплитудную модуляцию. Этот поток воспринимается вто3 134 рым фотоприемником 6, с выхода которого сигнал проходит через переключатель 7 и попадает в первый регулятор 8 постоянного смещения, Регулятор

8, содержащий, например, избирательный усилитель, настроенный на частоту генератора 14, синхронный детектор, интегратор, усилитель постоянного тока, исполнительное блок (например, серводвигатель, шаговый двигатель или цифро-аналоговый преобразователь) выделяет иэ принятого сигнала первую гармонику с частотой генератора

14 и, сравнивая ее с фазой опорного сигнала, поступающего от генератора

14, вырабатывает сигнал рассогласования, изменяющий постоянное напряжение на модуляторе 2 так, чтобы свести сигнал рассогласования к нулю, т,е. установить рабочую точку в минимум модуляционной характеристики, Аналогичным образом устанавливается постоянное смещение на демодулятор 10 Принятый от световозвращателя модулированный удвоенной низкой частотой световой поток после демодулятора содержит первую гармонику, если рабочая точка не соответствует минимуму его характеристики.

Этот поток воспринимается фотоприемником 9 и его входной сигнал через переключатель 11 поступает на второй регулятор 12 постоянного смещения, выполненный, например, по схеме, аналогичной регулятору 8, сюда же поступает опорное напряжение с генератора 14, Второй регулятор 12 управляет режимом работы демодулятора 10, По окончании этих регулировок переключатель тест-измерение переводится в положение "Измерение", В этом положении генератор тест-сигнала отключается и на модулятор и демодулятор подается через переключатель

13 высокочастотное напряжение измерительной частоты от генератора 16 модулирующей частоты. Последний вырабатывает поочередно с низкой частотой переключения порядка сотен герцединиц килогерц две частоты f, и f>, разность между которыми соответствует изменению сдвига фазы сигнала на данном расстоянии в пределах до 180 . о

Иэ-за неравенства амплитуд напряжений двух переключаемых частот f„и

f и неравномерности амплитудно-час2 тотной характеристики модулятора может возникнуть паразитная амплитуд5056 ная модуляция светового потока, искажающая результат фазового детектирования принятого светового. сигнала.

С целью ее исключения во втором фо5 топриемнике 6 выделяется из отклоненного светоделителя пучка огибающая параэитной амплитудной модуляции и через переключатель тест-измерение первого канала 7 напряжение подается на устройство 17 регулирования амплитуды напряжения, содержащее избирательный усилитель, настроенный на частоту коммутации частот f и f2, синхронный детектор, управляемый опорным напряжением, синфаэным с коммутирующим частоты f и f напряжением, поступающим с генератора 16 модулирующей частоты, интегратор, усилитель постоянного тока и исполнительное устройство (например, транзисторный аттенюатор) для управления амплитудой напряжения в одной из частот f или f . В устройстве 17 идет сравнение принятого сигнала с фазой сигнала от генератора модулирующей частоты (опорное напряжение) и в зависимости от величины и фазы получаемого в результате сигнала рассогласования происходит управление амплитудой напряжения генератора таким образом, чтобы свести сигнал паразитной амплитудной модуляции к нулю.

Принятый от световозвращателя световой поток после фазовой демоду35 ляции в демодуляторе 10 регистрируется фотоприемником 9. Величина регистрируемого светового, сигнала зависит от сдвига фазы, приобретенного сиг40 налом эа время распространения по дистанции. Минимум сигнала соответствует сдвигу фазы на целое число периодов N, а измеряемое расстояние

D при настройке на минимум сигнала вычисляется из соотношения

С

D = N-----2fcp где С вЂ” скорость света в среде;

f — частота, при которой заср регистрирован минимум сигнала.

В фотоприемнике 9 формируется сигнал, частота которого равна частоте переключения частот в генераторе 16 модулирующей частоты, а ампли" туда определяется расстройкой этих частот относительно значения соответствующего минимуму сигнала.

1345056

Формулаизобретения

Составитель В, Харламов

Редактор Н. Швыдкая Техред 11,Сердюкова Корректор А, Зимокосов

Заказ 4909/40 Тираж 676 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Через переключатель тест-измерение третьего канала 11 напряжение сигнала поступает на следящую систему 15 управления частотой модуляции, состоящую иэ избирательного усилителя, настроенного на частоту коммутации частот f è f синхронного детектора, управляемого опорным напряжением, синфаэным с коммутирующим частоты f и Е напряжением, вырабатываемым генератором модулирующей частоты 16, интегратора и усилителя постоянного тока. Выходное напряжение следящей системы 15 управления управляет частотами генератора

16 так, чтобы сигнал ошибки был равен нулю, Средняя частота модуляции, соответствующая минимуму сигнала, измеряется интегрирующим счетнорешающим устройством 18, состоящим, например, из формирователя интервала времени, ключа интервала времени счета, кварцевого генератора, счетчика, цепи управления и табло, на котором индицируются результаты, Светодальномер, содержащий последовательно соединенные источник излучения, модулятор, приемопередающий оптический блок, демодулятор, электрически связанный с модулятором, первый фотоприемник, блок управления частотой модуляции, генератор модулирующей частоты, соединенный с модулятором и демодулятором и счетнорешающий блок, о тлич ающий с я тем, что, с целью повышения

В точности измерения за счет устранения параэитной амплитудной модуляции светового потока„ в него введены дополнительный электрооптический канал с последовательно расположенными после модулятора светоделителем, поляроидом, вторым фотоприемником и первым переключателем тест-измерение, блок регулирования амплитуды напряжения, соединенный по схеме с обратной связью с генератором модулирующей частоты, к выходу первого переключателя тест-измерение подключен введенный первый регулятор постоянного смещения, выход которого соединен с модулятором, связанным с генератором модулирующей частоты через введенный второй переключатель тест-измерение, вход которого соединен с выходом введенного генератора

26 тест-измерение, соединенного с входом первого регулятора постоянного смещения и первым входом введенного второго регулятора постоянного смещения, второй вход которого связан с выходом введенного третьего переключателя тест-измерение, через который связан первый фотоприемник с блоком управления частотой модуляции, а выход второго регулятора постоянного

35 смещения связан с входом демодулятора,