Электронно-оптический фазовый светодальномер

Электронно-оптический фазовый светодальномер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Устройство относится к геодезическому приборостроению и может использоваться при измерении расстояния между движущимся объектом и стационарным пунктом. на котором устанавливают уголковый отражатель 4. С целью повышения производительности устройство снабжено блоком 6 исключения инерционности прямоугольной призмы 2, механические оси которой 12, 15 подвешены на карданны.х подвесах 3 и связаны через карданные сочленения II, 14 с поляризованными силовыми электромагнитами IO, 13. Блок I измерения и индикации связан с блоком 6 через блок 5, вырабатывающий сигнал запоминания. Выход блока 6 подключен к цифровым входам блоков 7, 8 наведения луча по вертикали и по гхтризонтали, к аналоговы.м входам которых подключены выходы блока 9 синхронизации, а их выходы соединены с обмотками 30, 34 подвижных катушек иоляризованных си.ювых электромагнитов 10, 13, управляющих пространственным положением прямоугольной призмы 2. 3 ил. (О со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51>4 <3 О! С 3 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НРЫТИЙ (21) 4109676/24-10 (22) 29.08.86 (46) 07.09.88. Бюл. № 33 (71) Институт горного дела

СО АН СССР (72) 1О. E. Качугин, Э. Г. Чайковский и Г. Ф. Лосев (53) 528.517 (088.8) (56) Камеи Х. Электронные способы измерений в геодезии. — М.: Недра, 1982, с. 162 — 163.

Авторское свидетельство СССР № 3871859, кл. G Ol С 3/00, 25.03.85. (54) ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ФАЗОВЫЙ СВЕТОДАЛЬНОМЕР (57) Устройство относится к геодезическому приборостроению и может использоваться при измерении расстояния между движущимся объектом и стационарным пунктом, ÄÄSUÄÄ 1422007 A 1

HB IiOTOPO .11 i CTBH 3 I3,1 И 13 110Т i 1 O,1KOBbIII OTPdжатель 4. С целью повышения производительности устройство снабжено блоком 6 исключения инерционности прямоугольной призмы 2, механические оси которой 12, 15 подвешены на карданных подвесах 3 и связаны через карданные сочленения 11, 14 с поляризованными силовыми электромагнитами 10, 13. Блок 1 измерения и индикации связан с блоком 6 через блок 5, вырабатывающий сигнал запоминания. Выход блока 6 подключен к цифровым входам олоков 7, 8 наведения луча по вертикали и llo горизонтали, к аналоговым входам кoTopblx подключены выходы блока 9 синхронизации, а их выходы соединены с обмотками 30, 34 подвижных катушек поляризованных силовых электромагнитов 10, !

3, упрагляющих пространственным положением прямоугольной призмы 2. 3 ил.

1422007

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к приборам, Предназначенным для измерения расстояний.

Целью изобретения является повышение производительности за счет уменьшения влияния инерционности призмы.

На фиг. 1 изображена блок-схема электронно-оптического фазового светодальномера; на фиг. 2 — принципиальная схема блока исключения инерционности призмы; на фиг. 3 — эпюры напряжений.

Светодальномер состоит из блока 1 из:мерения и индикации, прямоугольной приз:мы 2 в карданной подвеске 3, уголко,вого отражателя 4, блока 5 выработки

;сигнала запоминания, блока 6 исключения

:инерционности призмы, блока 7 наведения луча по вертикали, блока 8 наведения ,луча по горизонтали, блока 9 синхронизации, поляризованного силового электромагнита 10 карданного сочленения 11, механической оси 12 поворота призмы поляризованного силового электромагнита 13, карданного сочленения 14 и механической

:: оси 15 поворота призмы.

Блок 1 измерения и индикации своим оптическим выходом 16 (объективом) направлен на входную грань 17 прямоугольной призмы 2, установленной перед объективом и закрепленной в карданной подвеске 3. Выходная грань 18 прямоугольной призмы оптическим путем соединена с плоскостью 19 уголкового отражателя 4, установленного на измеряемом расстоянии от светодальномера. Блок 1 своим электрическим выходом 20 подсоединен к входу

21 блока 5 выработки сигнала запоминания

Выход 22 соединен с входом 23 блока 6 исключения инерционности призмы, а его выход 24 соединен с цифровым входом 25 блока 7 наведения луча по вертикали и одновременно подсоединен к цифровому входу 26 блока 8 наведения луча по горизонтали. При этом блок 9 синхронизации своим первым выходом 27 подсоединен к аналоговому входу 28 блока 7. Выход

29 блока 7 подсоединен к обмотке 30 подвижной катушки поляризованного силового электромагнита 10, которая путем карданного сочленения 11 подсоединена к механической оси 12 поворота призмы 2.

Второй выход 31 блока синхронизации подсоединен к аналоговому входу 32 блока 8.

Выход 33 блока 8 подсоединен к обмотке 34 подвижной катушки поляризованного силового электромагнита 13, которая путем карданного сочленения 14 подсоединена к механической оси 15 призмы 2.

На фиг. 1 дано графическое изображение плоского горизонтального угл а 35, в котором перемещается луч светодальномера при наведении его на уголковый отражатель, а также угла 36, в котором перемещается луч светодальномера при на5

55 ведении его на уголковый отражатель по вертикали.

Вход 23 блока 6 является пусковым входом RS-триггеров 37 и 38 одновременно, при этом выход триггера 38 является выходом блока 6. Генератор 39 своим выходом подсоединен к второму входу схемы (U) 40, одновременно выход схемы 37 подсоединен к ее первому входу, ее выход подсоединен к счетному входу (С) схемы 41. Выход п схемы 41 подсоединен одновременно к входам установки в исход,ное состояние (R) схем 37, 38 и 41.

Светодальномер работает следующим образом.

Излучаемый луч блоком 1 измерения и индикации из обьектива 16 поступает на грань 17 прямоугольной призмы 2.

Эта призма установлена на карданной подвеске и имеет две степени свободы, может поворачиваться вокруг механических осей одновременно на угол а. Луч, поступивший на вход 17, преломляется на 90 и с выходной грани 18, пройдя измеряемое расстояние, поступает на плоскость 19 уголкового отражателя 4. Отразившись от отражателя, луч обратно тем же путем приходит в объектив 16 и далее — на фотоумножитель блока . Там происходит преобразование оптического сигнала в электрический. С анодной нагрузки фотоумножителя через емкость сигнал с выхода 20 блока 1 поступает на вход 21 блока выработки сигнала запоминания. Блок 5 содержит схему выделения модуля сигнала— активный двухполупериодный выпрямитель, собранный на операционных усилителях, на вход которой приходит сигнал с блока 1, поступающий затем на пороговое устройство, которое выдает сигнал от нулевого уровня до напряжения отсечки, с приходом на нее сигнала схемы выделения модуля она выдает на выход 22 блока 5 сигнал, поступающий на вход 23 блока 6 исключения инерционности призмы. При увеличении частоты сканирования лучом в пространстве по вертикали и горизонтали происходит проскакивание лучом плоскости отражателя ввиду инерционности призмы.

На основании этого сигнал С появляется на входе блока 6 во время прохождения лучом отражателя. При этом на выходе RS-триггеров 37 и 38 появляются сигналы D u E. Сигнал D (фиг. 3) поступает на первый вход схемы (L) 40.

Одновременно с выхода схемы генератора 39 прямоугольных импульсов непрерывно на второй вход схемы (U) 40 поступает прямоугольный сигнал и с ее выхода сигнал F поступает на счетный вход (С) двоично-десятичного счетчика 41 с коэффициентом счета (и). Сигнал E на выходе 24 существует до тех пор, пока двоичнодесятичный счетчик 41 не сосчитает и

1422007 импульсов и выдает на выходе сигнал К, при этом происходит установка RS-триггеров 37 и 38 и двоично-десятичного счетчика 41 в исходное состояние. Далее сигнал Е поступает на цифровые входы блоков наведения луча по вертикали 7 и по горизонтали 8. Луч, вышедший с грани 18 призмы 2, перемещается в вертикальной плоскости на угол 36 и в горизонтальной плоскости на угол 35. Так как напряжения, поступающие на поляризованные силовые электромагниты 10 и 13, засинхронизированы по начальному моменту времени и кратны по частоте на величину деления, то луч одновременно за одно перемещение по вертикали совершает несколько перемещений по горизонтали вычерчивает перед собой в плоскости, в которой установлен уголковый отражатель, квадратный растр из нескольких строк.

При прохождении лучом уголкового отражателя он отражается от него, на выходе 24 блока 6 появляется сигнал Е (фиг. 3). При появлении этого сигнала на входе 25 блока 7 схема запоминает амплитудное значение напряжения треугольной формы в момент прихода переднего фронта сигнала Е и на ее выходе появляется соответствующий сигнал, а следовательно, и на обмотке подвижной катушки 30 поляризованного силового электромагнита 10.

Ввиду этого подвижная катушка 30 устанавливается в определенном положении и возвращает поворачивающуюся призму в нужное положение в секторе угла 36 в положение наведения луча на уголковый отражатель, несмотря на то, что в силу инерционности призмы он проскакивает плоскость 19 отражателя 4. В это же время аналогично подвижная катушка 34 устанавливается в определенном положении и возвращает поворачивающуюся призму 2, а следовательно, и луч, который проскакивает плоскость отражателя 19 в силу инерционности призмы 2 в горизонтальной плоскости в секторе угла 35, в положение наведения его на отражатель 4. Луч светодальномера находится в плоскости отражателя все время, несмотря на то, что в блоке 6 схема 41 периодически выдает короткий импульс-сигнал К (фиг. 3) по окончании счета п импульсов, поступающих с генератора 39, так как сигнал С при нахождении луча в плоскости отражателя имеет форму С (фиг. 3) и тут же устанавливает RS-триггер 38 в единичное состояние, что вызывает изменение запоминания сигнала в блоке 7 на очень малую величину, что на работе системы наведения не отражается.

Если по какой-либо причине уголковой отражатель 4 смещается в направлении, перпендикулярном направлению луча, луч выходит из плоскости 19 (фиг. 1), это вызывает пропадание сигнала С с выхода блока 5, тогда по окончания счета и импульсов схемой 41 происходит прдпадание сигнала Е на выходе 24 блока 6, 10 в результате чего цикл поиска и автонаведения повторяется.

Следовательно, с введением блока исключения инерционности призмы 6 появляется возможность увеличить частоту сканирова1 ния в несколько раз по сравнению с известным устройством и соответственно уменьн,ить во столько же раз время на измерение линии.

Формула изобретения

20 Электронно-оптический фазовый светодальномер, содержащий блок и;-.мерения и индикации, связанный через пря»,оугольную призму с уголковым отражателем и через блок выработки сигнала запоминания с цифровыми входами блоков наведения луча по горизонтали и по вертикали, выходbl которых подключены к обмоткам соответствующих поляризованных силовых электромагнитов, связанных через соответствующие карданные сочленения с соответствующими

30 механическими осями прямоугольной призмы, закрепленными в карданных подвесах, и блок синхронизации, соответствующие выходы которого связаны с аналоговыми входами блоков наведения луча по горизонтали и по вертикали, отличающийся тем, что, З с целью повышения производительности за счет уменьшения влияния инерционности прямоугольной призмы. он снабжен генератором прямоугольных импульсов, схемой И, двоично-десятичным счетчиком и первым RSтриггером, связь блока выработки сигнала

40 запоминания с цифровыми входами блоков наведения луча по горизонтали и по вертикали осуществлена через пусковой вход и выход введенного второго RS-триггера, установочный вход которого связан с уста5 новочными входами первого RS-триггера и двоично-десятичного счетчика и с выходом двоично-десятичного счетчика, счетным входом подключенного к выходу схемы И, входы которого связаны соответственно с выходами генератора прямоугольных им5О пульсов и первого RS-триггера, пусковой вход которого соединен с пусковым входом второго RS-трчггера.

422007

Составитель В. Сарахаиов

Редактор В. Бутренкова Техред И Верес Корректор Л. Патей

Заказ 4415137 Тираж 580 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыл ий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4(5

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