Устройство для определения поперечных смещений

Устройство для определения поперечных смещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и позволяет повысить точность определения CMenieHHH. В устр-ве на выходе лазерного излучателя 4 установлены фазовая четвертьволновая пластинка 5 и электрооптический модулятор 6. Вторая четвертьволновая фазовая пластинка 7 преобразует световой пучок в линейно поляризованный, падающий на анизотропный клин 10, дополненный изотропным стеклянным клином 9 до плоскопараллельной пластины для исключения преломления светового пучка. Устр-во .имеет также анализатор I1, объектив 12 и фотоприемник 13, подключенный через усилитель 14 к фазовому детектору 15, опорный вход которого связан с генератором 16. 1 ил. IS (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) И) 4 С 01 С 15 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4154787/24-10 (22) 01.12.86 (46) 23.10.88. Бюл, 39 (71) Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (72) С.П.Терехов, В.И.Соломатов и А.Б.Волынов (53) 528.5:535.5(088.8) (56) Зацаринный А.В. Автоматизация высокоточных инженерно-геодезических измерений. — М.: Недра, 1 976, с. 115.

Авторское свидетельство СССР

В 321789, кл. G 01 N 21/21, 26.06.70. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОПЕРЕЧНЫХ СМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к геодезическому приборостроению и позволяет повысить точность определения смещения. В устр-ве на выходе лазерного излучателя 4 установлены фазовая четвертьволновая пластинка 5 и электрооптический модулятор 6, Вторая четвертьволновая фазовая пластинка 7 преобразует световой пучок в линейно поляризованный, падающий на анизотропный клин 10, дополненный изотропным стеклянным клином 9 до плоскопараллельной пластины для исключения преломления светового пучка. Устр-во .имеет также анализатор 11, объектив !2 и фотоприемник 13, подключенный через усилитель 14 к фазовому детектору 15, опорный вход которого связан с генератором 16. 1 ил, 1432334

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к геодезическим приборам для определения поперечных смещений.

Цель изобретения — повышение точности определения поперечных смещений.

На чертеже представлена схема устройства для определения поперечных смещений.

Устройство содержит передатчик 1 и датчик 2, жестко укрепленный на измеряемом объекте 3. Передатчик содержит лазерный излучатель 4, фазовую четвертьволновую пластинку 5, электрооптический модулятор 6. Дат-. чик включает в себя четвертьволновую пластинку 7, плоскопараллельную пластину 8, состоящую иэ анизотропного клина 1 0 и изотропного кли" на 9, анализатор-поляризатор ll объектив 12 и фотоприемник 13, подключенный через узкополосный усилитель 14 к сигнальному входу фазового детектора 15. Опорный вход фазового детектора связан с одним иэ выходов генератора 16, подключенного другим выходом к электрооптическому модулятору 6. На выходе фазового детектора включен индикатор 17.

Устройство работает следующим образом, Лазерный.излучатель 1 посылает о пучок света с азимутом 9 = О на фазовую четвертьволновую пластинку 5, которая устанавливается таким образом, чтобы выходящий из нее свет был круглополяриэован. Круглополяриэованный световой пучок поступает на модулятор 6. Если на модулятор не подано управляющее напряжение, то.световой пучок, проходя. через него, не меняет состояние поляризации и, пройдя расстояние L попадает на четвертьволновую фазовую пластинку 7, преобразующую круглополяриэованный световой пучок в линейно-поляризоо ванный с азимутом 9 = О, и далее на анизотропный клин 10, добавленный до плоск оп а ралл ель ной ппа с тины

8 стеклянным изотропным клином 9 для исключения преломления светового пучка.

В нулевом положении (т.е. среднем положении по длине клина относитель но геометрического центра пучка) по- ворот вектора линейно поляризованного света, преобразованного анизо гропным клином, находится в прямой зависимости от геометрических параметров клина

5 gag,)etg3 где о — удельное вращение кварца;

1 — длина образующей клина; — угол при вершине клина.

Пройдя анизотропный клин, линейно поляризованный световой пучок с азимутом = +(p поступает на анализатор 11, который устанавливается таким образом, чтобы азимут его плоскости наибольшего пропускания был P = 90 t (p °

Следовательно, угол между плоскостью пропускания анализатора и вектором преимущественных колебаний линейно поляризованного света, поступающего на анализатор, равен ()=P" 9 = 90

Интенсивность света после анализатора согласно закону Малюса (I =

= I соз )) равна нулю и через объектив 12 на фотоприемник 13 световой сигнал не поступает.

Если датчик сместится относительно светового пучка на величину 1, ЗО то азимут линейно поляризованного света станет равным (82=- (V + r CP ), 35 где hg = (eLj hltg3 то угол 8 = 90 1 1, а интенсивность света I = Izcos (90 + акр) на выходе анализатора будет отлична от нуля.

Таким образом, сигнал с фотоприемника 13 будет пропорционален величине поворота вектора преимущественных колебаний у, а следовательно, и линейному перемещению клина Ь 1 °

45 При повороте датчика вокруг оси визирования на угол + $ (угол скручивания) изменится азимут фаэовой четвертьволновой пластинки 7, а следовательно, и азимут линейно поляриэо50 ванного света за ней. Причем азимут линейно поляризованного света после фазовой четвертьволновой пластинки

l станет равным 0 = + P, а азимут линейно поляризованного света после р5 KJIHHG cTBHeT равным О = + (+ () .

Но в связи с тем, что азимут плоскости наибольшего пропускания анализатора 11 также изменится на! 432334 угол + и станет равным P = 90

Ф ((+ )> то угол между плоскостью пропускания анализатора и вектором преимущественных колебаний линейно поляризованного света, поступающего на анализатор, останется без изменении, т.е. интенсивность света за анализатором описывается выражением

I(t) = - - 1 — cos(26gsinut < 2А() >

1о Г где Ь вЂ” девиация вектора;

sinQt

S (t) — модулирующий параметр, 90

Формула изобретения

Составитель Б.Бектанов

Техред Л.Олийнык Корректор С.Иекмар

Редактор А. Мотыль

Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 54 2/32

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

Из этого следует, что интенсивность света на фотоприемнике не зависит от угла скручивания между излучателем и датчиком и не вносит погрешности в измерение величины линейf5 ного смещения 1, В устройстве модуляция светового потока осуществляется модулятором, состоящим из фазовой четвертьволновой пластины и электрооптического кристалла. При подаче на него переменного синусоидального напряжения с генератора 16 на выходе из модулятора будет иметь место кругополяризованный свет, проходящий в эллжчтически поляризованный с изменением угла ориентации и угла эллиптичности, в зависимости от модулирующего параметра. Перемена параметра поляризации будет преобразовываться четвертьволновой пластинкой 7 в гармонические колебания вектора линейно поляризованного света с углом ЬС .и анализироваться поляризатором-анализатором

11.

Таким образом, в динамическом режиме при 0 = 0 и в связи с тем, что величину угла (у поворота вектора клином в нулевом положении можно не учитывать> так как эта величина устраняется доворотом анализатора на угол

Изготовление плоскопараллельной пластинки 8, состоящей из анизотропного 10 и изотропного 9 клиньев, позволяет удешевить изготовление анизотропного измерителя и сократить время его изготовления. Точность определения смещения характеризуется значением ошибки 5 10 мм.

Устройство для определения поперечных смещений, включающее последовательно расположенные неподвижно установленный лазерный излучатель и закрепленные на определяемом объекте анизотропный клиновый элемент, объектив, анализатор, фотоприемник и блок обработки информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено первой фазовой четв" ртьвинтовой пластинкой и электроопткческим модулятором, установленными па выходе лазерного излучателя, второй фазовый четвертьволновой пластинкой, установленной перед анизотропным клиновым элементом и иэотропным стеклянным клином, установленным после него и дополняющим его до плоскопараллельной пластинки.