Теодолит

О П И С А Н И Е 11637768ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дополнительное к авт, саид-ву аявлено 03.06.77(21) 2492648/181) М, Кл. с присоединением заявкиС 1 01 С 1/ щд ая, рц 31 ифа 1Яаана Ящигди (;ДЖ ДРЯНЯМ Н 30 ВИРиФя аткр 1 цй те публиковано 15,12,78.Бюллетень % 46 Лата опубликования описания 18.12.78(088. 8) 72) Авторы изобретения Затравки Т. Прилепин Мо й институт инженеров геодезий,явитель сковски ьемки и картографи эр( 54 ) ТЕОДОЛИ 2 ба и оптиделения вых переме занный с ли ще одолиты для вертикальны гзобретение относится к приборостроении;1, тз частности, к устройствам для из-мерения углов используемым преимуше,;твенно в геодезии,11 л естнь 1 устройства для измеренияуглов при помощи лимба, содержащего вкачестве угловых делений радиальныйрастр, фотоприемников, регистрирующих:ломенты прохождения штрихов через ще.ти, перекрывающие приемники, и электронных блоков, обрабатывающих поступающиев ццх импульсы. Счетчик показывает утловое и:поженив лимба в данный моментГБремени 11 ,Известны также те измерения горизонтальных и х углов,.; которых данные о смещении цели поа:зпмуту и по высоте относительно линиивнзпрсвапця поступают на выход в видеимпульсов, число которых подсчитывает.: г. двопчном или десятичном коде или;. б,уть преобразовано в градусную1 ру РБшокайшцм к изобретению по технической сущности является теодолит, в котором вместо оцифрованного лимческой системы для оценки долимба в качестве датчика углоний используется жестко свяалидадой растровый диск (диск с отверстиями), превращающий угловое перемещение в серию световых импульсов, длительность которых электрически делится в несколько раэ. Число этих наикратчайших("производных") электрических импульсов,регистрируемое счетным устройством, является мерой угла поворота алидады 13.Недостатком такого теодолита является невысокая точность, обусловлейнаятем, что счетное устройство регистрирует только целое количество произвольных импульсов. Сделать количество произвольных импульсов (при заданной длительности начальнык импульсов, обусловленных размером растрового диска) оченьбольшим невозможно из-за значительногоосложнения радиоэлектронной схемы.Целью изобретения является повышение точности измерения углов с выдачейрезультата в цифровой форме,ЭТО достигается тем что В предлагаемом теодолите, содержащем алидадную часть со зрительной трубой, датчик углов и счетно-регистрирующую систе 1,.у, укрепленные на основанепе, указанный датчик у углов выполнен в виде диска, укреплеццого на алидадной части, с вырезанным в нем пазом, име 1 ощим форму спирали, например, Архимеда Я на основании установлен активный лазерный интерферометр, ЕФ внешний подвижный отражатель которого сочленен с яепедядно 11 частьО при помощи водильца, вставленного в спиральный паз диска, укрепленного на аепщяде таким образом, что начало спирали находится на ф 3 оси вращения.Использование 11 е 1 терференцеЕОНЕеого метода измерения лен 1 е 11 е 1 ой вецечццы, явГЕяющейся мерой угла поворота алидадь 1, позволяет повысить точность измерений, а "3 применение в качестве дат щка угла спи - рали Архимеда, (приращение радиуса Век- тора которой пропорце 1 она 11 ьпо угл 5 поворота) позволяет преобразовать,щ 1 цейн 5 О вели шцу в угловую.1Использование указаш 1 ой спирали Вместе с активным ицтерферОМОтром позволяет измерять теодолитом углы в пределах от О до 360.Иа чертеже привецена прцнциНЕальная схема опнсьваемого теодолита, соцержащего непопвижное основание (лимб) 1, активный лазерный интерферометр 2 (ицтерферометр с обратной связью), Внешнее подвижцое зеркало 3, направля 10 щую 4, водильце 5, паз 6, циск 7, ЯЛЕедаццу 10 часть 8 со зрительной трубой 9, 1 О, 1 1- фотоприемник 12 и устройство 13 для счета интер 1 дерецце 10 нных полос 1 ЕЯ 11 епоцвижЕом осцовацещ теодолита 1 укреплен активный лазерный ицтерферометр , Внешнее под- Вижное зеркало (или трнппель-призма) 3 которого может перемещаться вдоль Направляющей 4, параллельной оси пучка лазера. Лазер установлен таким образом, что ось пучка направлена горизонтально й пересекает ось вращения алидады. Бпешс, нее зеркало ицтерферометра имеет водцльце Б, конец которого вставлен в паз 6, вырезашеый В писке 7, Указа 1 цьй диск укреплен на алидадной части теодОлита так, чГО начало спирали нахОДНГся на Осп 53 вращения, Если паз имеет форму, например, спирали Архимеда, то радиус-вектортекущей точки связан с углом й., отсЕС 11 ТВсЕЕЕЫМ 0 НОСИТЕЛЕпо фИКСЦРОВЯЦЦОЙоси, известпой фОрмулойЕ. = 1.Е с(,где О - некоторая постоянная,Таким образол если повернуть а 11 ицадную часть 8 ца цекоторьй угол Ф -с 1.01 радЕЕус-ВЕКТОР ПолучиГ цр 11 ра 1 ПЕНИЕ, Т,Е,оУ Уа(2)Прирап 1 епие радиуса-Вектора 110 ерЕй;тся В длинах волн излучения лазера при помопи активцого интерферометра, ца ВЬ 1- ходе которого установлен фотоприемцик 12 и устройство 13 для счета ицтерфе- РЕПЦЦОПЦЬХ ГЕОЛОС.При приемлемых для полевого прибора размерах активного ицтерферометра чувстветеЬцость теодолита савит доли 5 гло- Вой секунды,ОПибка измерения частоты В устройстВе легко может быть исключена такжечисто методически, путем использования известного геодезистам приема "замыкания горизонта, поскольку измеренный угол прямо пропорционален длине волны 1 ЗЛ УЕЕ Н ПЯД Ополцителыия Оп ибкя В из " е реп ии угла будет возникать из-за погрепНости изготовления фигурного паза в вице спиралц Архимеда. Применение коорцинатнорасточцых стяцков с программным управлением и использование мощных лазеров дЕГН обработки материалов позволяОт снизить погрешность обработки цо веле 1 ччц соответстВу 10 ших чувстВительности датчц ков перемещений. Еувствителы 1 ость современных цат иков превышает десятую ,цоИо е 1 птерферее 1 циое 1 еой 1 полосы, чго соответствует десятой поле секунды при приемлемых размерах спирали Архимеда,С лепуеГ отметить "1 ГО ошиокц изза погрешностей изготовления паза аналогичн 11 01 пиокам деленегй лимба и мо"5 т быть 11 скл 1 очены методическим путем, исп 0111: - зуя калибровку в процессе измерецГЕй, поскольку чувствительность предлагаемоГ о теодолита составляет доли секунды.Зксцецтриситет может быть псключен обы 1 цы 1 и методическими прееееЯмн п 5-Гем измереня угла изменением начального отсчета 1 а величину, близкую к 180,Устройство работает следуюпцм Образом. Оператор цавоНЕТ зре 1 тельцу 10 трубу поворотом аенедад 1 ца левую точку измеряемого угла и устанавливает на устройстве 13 пулевой Отсчет. Далее, вкл 10-ц;иег 377 0 ч Составитель Л. е"5 олеобакинаРедактор С. Хейфиц Техред Э, Чужик Корректор П, Макаревич 830 Подписное нного комитета Совета Министро делам изобретений и открытий Москва, Ж, Рау)цокая наб., д. Заказ 7096/33 Тираж ЦНИИ ПИ Государстве 5 жгород, ул. Проектная,ОСТЕ)ой)СТЕ)Г) ЕУЕ 5 Г тЕР ГЛ ИТЕ)фЕРЕЦЦЕЕГЕГЕЕЬ 5по)ЕОс, ОЕеерятор планеО еовОрячивяет яли -паду и наводит зрительную трубу ня правую точку, При этом отражатель активного тпЕте)фероеетря перемещается вдоль 3направляющей 4, Зарегистрированное устройством 13 число ицтерферецциоццых понос и будет мерой угля. Формула изобретения ф Теодолит, содержапеий алидадную часть со зрительцой трубой, датчик углов и счетно-регистрирующую систему, укрепленные на основании, о т л и ч а ю - , ф щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и получения результатов измерений в цифровой форме, в нем датчик углов выполнен в виде диска, укрепленцоЯО ЕЕЯ ЯЕЕЦЦЯ.Ой ЕлоЕЕ, С ВЬЕРЕЗЯЦНЫМ ВЕМ Е)ЯЗГ)Е, ЕЕЕЕК)ЕМ ГЮ)ЕЕ СПИРЯЛИ, ЦЯГерЕеемер, Арх)51.еедя, я ня Осеовации устяцовлец яктивцьей лазерный еееете 1)ферометр,внецеццй подвнжцьГй отражатель которогосочлецен с алидадной частью при ееОмоееЕЕеводи 1)е.еЕя, вставлееЕГЕого в сЕеиральцый цяздиска, укрепленного ня алидяде таким Образом, что начало спирали находится няоси вряепеция,Источники ицформацЕЕи, принятые вовцимяц ие при э ко не ртизе:1. Патент СШЛ % 3458709,кл, 250-231, 1969.2, Патент СШЛ % 32202 98,кл. 88-1, 1 965.3. Беймлих Ф. Геодезическое ицструмецтоведение. Изд. Недра", 1 970,с. 200.