Патент ссср 154673

Патент ссср 154673

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ОПОРНОГО СВЕТОВОГО

СИГНАЛА В СВЕТОДАЛЬНОМЕРАХ

Известные способы формирования опорного светового сигна,ча в светодальномерах фотоэлектрического приема с несимметричным передающим и приемным трактами не всегда обеспечивают достаточно высокую точность измерения расстояний.

Согласно предлагаемому способу исключение ошибок в расстоянии, связанных с изменением скорости и пути движения электронов на участке катод — анод фотоэлемента, который принимает измерительный модулированный световой сигнал, достигнуто подачей «а катод светового потока с частотой модуляции, близкой к измерительной частоте, и осуществлением фазового сравнения на низкой разностпой частоте.

Предлагаемый способ поясняется чертежом.

На фиг. 1 изображена блок-схема светодальномера; на фиг. 2 — упрощенный вариант этой схемы. г

Световой поток от лампы 1 передающего узла с помощью ячейки Керра 2 модулируется по амплитуде с частотой F, являющейся измерительпой частотой. Модулированный световой поток собирается объективом 3 в узкий луч, излучается в пространство, доходит до возвратно отражающего зеркала (на чертеже не изображен), отражается от него, Отраженный световой поток попадает в объектив 4 и поступает затем иа катод фотоумножителя 5. Одновременно на катод фотоумножителя поступает световой поток от местного. источника в приемном узле лампы б, промодулированного но амплитуде ячейкой Керра 7 с частотои

А+АР или F — Л1, где ЛР— низкая частота, причем AF ((F. Образующиеся на выходе фотоумножителя два электрических сину ридальных сигнала с частотой F и F +AF подводятся к детектору 8, на выходе которого выделяются колебания разностной част<рты

ЛР, которые усиливаются усилителем низкои частоты 9.

Ячейка Керра 2 питается от кварцевого генератора 10, вырабатывающего сннусондяльные колебания высокостябпльной частоты Г.

Ячейка Керря 7 питаешься от кварцевого генератора 11, вырабатывающего синусоидяльные колебания частоты F,+ËF. Колебания с обоих генераторов используются также для получения опорного синусоидального напряжения.

Для этой цели колебания с обоих генераторов подводятся на детектор 12 индикаторного узла, на выходе которого образуется синусоидальное напряжение разностей фаз ястоты Л1 . После усиления усн,читслем низкой частоты 13 это напряжение используется в качестве опорного.

Разность фаз синусоидяльных колебаний. частоты ЛР опорного сигнала и полученного на вь1ходе приемного узла оказывается пропорциональной измеряемому расстоянию. Разносчь фаз измеряется фазовым индикатором !4 (например, с помощью электронно-лу.чевой трубки) дважды: при частоте колебаt ццй, модулирующцх световой поток от местного источника F+3F, и при частоте F — ЛР.

Прц иэмснсшш частоты колебаний с F+AF наŠ— Л(меняется фаза низкочастотного сигнала ца выходе приемного узла на обратную, а погрешность фазы, возникающая вследствие различных эадер>кек в цепях схемы, сохраняет свой знак. 1lоэтому полураэность обоих измерений дает значение фазы без погрешности, что обеспечивает высокую точность измерения расстояния, Масштаб шкалы зависит от выбранной частоты модулирующих колебаний F. При

F= lO Мгц вся шка.па индикатора будет соотI . ветствовать = 15 м. Для определения полного шсла оборотов фазы используются три дополнительных высокостабцльцых колебания с частотами 9,99, 9,90 и 9,0 Мгц, которыми поочередно модулцруют излучаемый световой сцгна,ч. Переход от одной модулирующей частоты F к другой осуществляют с помощью переключателя 24, коммутирующего кварцы (5 — 18. Частоты модулируюших колебаний местного светового сигнала меняют с помощью переключателя 25, коммутирующего кварцы

19 — 23. Разность фаз для основной частоты

10 мггц и остальных трех частот опредепяет значения фаз ца разностных частотах модуляции, т. е, 10, 100 и 1000 кгц. При выбранных частотах производится определение расстояш.я до 15 км, а при расстояния больше 15. а также кратных 15 км их отсчитывают с нуля шкалы. Точное определение фазы вышеуказанным методом двухкратного измерения требуется только для основной частоты 10 л ггц, а для остальных частот достаточно однократного измерения.

Возможен также вариант схемы, когда вместо местного светового сигнала на вход фотоумножите.пя (например, через 1-й эмиттер) подаюФ местный электрический синусоидальный сигнал частоты Fi+AF

В этом случае схема прибора упрощается, но точность измерения снижается, так как задержка отраженного сигнала частоты F u местного частоты Р +ЬР в фотоумножителе будет различная.

Упрощенная схема (фиг. 2) отличается тем, что в ней отсутствует местный световой сигнал, а отраженныи световой сигнал в приемном узле сначала пропускается через ячейку

Керра 7, где он вторично модулируется местным электрическим синусоидальным сигналом ° с частотой Р,+ЬГ, а затем подводится на катод фотоумножителя. Прц этом световой сигнал на выходе ячейки Керра 7 оказывается промодулированным сложным сигналом, содержащим низкочастотную синусоидальную составляющую частоты AF. Электричсскцй сигнал с выхода фотоумножителя подводится на усилитель низкой частоты 9, который усиливает колебание низкой частоты и отфильтровывает остальные составляющие сигнала высокой частоты. При изменении частоты колебания на ячейке Керра 7 с F+hF íà F — ЛР меняется фаза низкочастотной составляющей модулирующего сигнала на выходе ячейки

Керра на обратную, а погрешность фазы сохраняет свой знак. Прц этом точность из, ерения остается прежней, но чувствительность схемы значительно ниже предыдущей, так как отраженный световой сигнал проходит через ячейку Керра 7, где оц существенно ослабляется.

Описанный способ формирования опорного светового сигнала в светодальномерах может, быть использован в геодезических исследованиях для измерения расстояний.

Предмет изобретения

Способ формирования опорного светового сигнала в светодальномерах фотоэлектрического приема с несимметричным передающим и приемным трактами, отличающи йся тем, что, с целью исключения ошибок в измеряемом расстоянии, связанных с изменением скорости и пути движения электронов на участке катод — анод фотоэлемента, на катод фотоэлемента, принимающего измерительный модулированный световой сигнал, подается световой поток с частотой модуляции, близкой к измерительной частоте, и фазовое сравнение производится на низкой разностной частоте, № 15467", Фие.!

Составитель В. Козлов

Редактор Г. М. Печоров Техред Л. К. Ткаченко Корректор Н. В. Гераськина

Поди. к печ. 10(Х вЂ” 63 г. Формат бум. 60+90>/а Объем 0.35 нэд. л.

Заказ 3064/3 Тираж 575 Цена 4 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, Я