Электрооптический дальномер

1 п 76446 ОПИСАН И ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеотбКИК Социалистических Республик(088.8) по делам изобретеиий и открытийБ. Т. Литвинюк Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела(54) ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЯ ми нныммера.Целью нзобретсшточности измерений аводками ме и сигнальпьв ду передаю каналами с им, опор- тодальноя является вышение 5 Изобретение относится к геодезическомуи маркшейдерскому приборостроению, вчастности к светодальномерам,Известен цифровой фазометр 11, в котором погрешности, обусловленные неидентичностью усилителей-ограничителей и несимметричностью триггера, взаимно исключаются, Применение такого фазометрав светодальномере не исключает погрешности, вызываемой неидентичностью сигнального и опорного каналов светодальномераперед фазометром,Известны светодальномеры, в которыхдля уменьшения погрешности, вызываемойразличными характеристиками опорного и 1сигнального (приемного) каналов, их выполняют по возможности идентичными,Так, в электрооптическом светодальномере21 с целью получения максимальной идентичности сигнального и опорного каналов, 2в последний введен фотодиод, на которыйподается световой сигнал. Такое идентичное выполнение сигнального и опорногоканалов снижает в какой-то мере вышеупомянутую погрешность, но не исключаетее ввиду изменения во времени характеристик этих каналов.Недостатком данных светодальномеровявляется погрешность измерения, обусловленная взаимными паразитными и световыУказанная цель достигается тем, что электрооптический светодальномер снабжен оптическим коммутатором, выполненным в виде двустороннего зеркала, установленного на пересечении оптических осей приемных каналов, и связанным с блоком управления цифрового фазометра, а цифровой фазометр выполнен в виде триггера, входы которого соединены с выходами соответствующих усилителей-ограничителей, первый и второй выходы соединены с первым и вторым входами управляемого коммутатора, выход которого через первую схему совпадения соединен со счетчиком, генератор счетных импульсов соединен с входом второй схемы совпадения, выход которой соединен со вторым входом первой схемы совпадения и входом делителя частоты счетных импульсов, выход которого через управляемый триггер соединен со вторым входом второй схемы совпадения, выходы блока управления соединены с входами управляемого коммутатора, счетчика и управляемого триггера, 7644613На чертеже показан предлагаемый дальномер.Дальномер состоит из передающего и приемного трактов. Передающий тракт содержит передающий канал с излучателем 1 и генератором масштабной частоты 2, и передающий обьектив 3. Отражатель 4 является общим элементом трактов, Приемный тракт содержит управлемый онп- ческий коммутатор 5, приемный обьекив 6, переменную апертурную диафрагму 7, зеркало 8, два приемных канала и цирровой фазометр. Оптический коъмутатор 5 установлен на пересечении оптических осей приемных каналов и представляет собой двустороннее зеркало пренебрежимо малой толщины. Оно может быть выполнено, наприъер, в виде двух прямоугольных призм, склеенных друг с другом зеркальными гипотенузными гранями. Каждый приемный канал содержит фотоприемник 9 и 10 во втором и первом канале соответственно, располояенньй в фокусе объектива б, смесители 11 и 12 и усилители-ограничители 13 и 14. Гетеродин 15 и измеритель уровня (равенства) сигнала 16 являются общими для обоих приемных каналов. К выходам приемных каналов подключен цифровой фазометр, содержащий триггер 17 с двумя входами и выходами, управляемый коммутатор 18, блок управления 19, схемы совпадения 20 и 21, управляемый триггер 22, генератор счетных импульсов 23, делитель частоты импульсов 24 и счетчик 25.Световой поток от излучателя 1, подключенного к генератору 2, направляется объективом 3 на отражатель 4, 11 ри положении а коммутируемого зеркала 5 световой сигнал с дистанции через объектив б и диафрагму 7 направляется этим зеркалом на фотоприемник 9, а часть излучаемого светового потока (опорный световой сигнал) направляется зеркалами 8 и 5 на фотоприемник 10. В этом случае приемный канал 1 является опорным, а канал П - сигнальным. При положении б зеркала 5 световой сигнал с дистанции поступает на фото- приемник 10, а опорный световой сигнал - на фотоприемник 9. В этом случае приемный канал 1 является сигналом, а канал П - опорным. Электрические сигналы с фотоприемников 9 и 10 поступают на смесители 11 и 12, к которым подключен гете- родин 15. Сигнал промежуточной частоты с выходов смесителей 11 и 12 поступает на измеритель уровня 16 и усилители-ограничители 13 и 14, к выходам которых подключен триггер 17. С выхода а или б триггера 17 импульс, длительность которого пропорциональна фазовому сдвигу между сигналами, через коммутатор 18, управляемый синхронно с зеркалом Ь блоком управления 19, поступает на схему совпадения 20. На второй вход схемы 20 через схему совпадения 21 управляемую триггером 22,4поступают счетные импульсы с генератора 23. 11 ри подаче управляощпх импульсов с блока 19, первыи из которых поступает в начале измерения, а последующие после 5 каждого переклоси 5 колмутатора 18 изеркала 5, на триггер 22, последний каждый раз окрывает схему 21. После прохождения через схему 21 - счетных пм 10 пуьсов ипуьс на ход дс;тс; 24 скоэффициентом деления 7(=- -- переключает триггер 22, который закрывает также каждый раз схему 2. Здесь Ч - полное 15 число счетных импульсов, поступающих насхему 20 от генератора 23 с частотой / за постоянное время измерения О; п=п+1, где г - число рабочих переклочепнй коммутатора 18 и зеркала о. 1 акм ооразом, 20 за все время О на счетчик 25 поступаегЖ - счетных импульсов, а при всех рабоТчих положениях а (или б) коммутатора 18ли зеркала 5 -- -"- этих импульсов.25 2 ТЗдесь т - длительность импульса на выходе триггера 17, а Т - период промежуточной частоты.Следовательно, за все время измерения 00 на схему совпадения 20 через коммутатор18 с триггера 17 поступает одинаковое число импульсов т, (при положении и коммутатора 18 и зеркала 5) и т (при положении б коммутатора 18 и зеркала 5). 1 ри чем". =-".+-где т - время задержки светового сигнала с дистанции относительно опорного .10 светового сигнала;-+ + " + "д + ч- время задержки сигнала в приемномканале 11;45-- " + "12+ 14+ д;.р -+-- время задержки сигнала в приемномканале 1;50Дф Юэ ЗЗ "де Иф 4- время задержки сигнала в блоках 9, 11,13, 10, 12, 14 соответственно;т,р - и - время задержки во втором55 приемном канале, вызванное паразитнымисветовыми и электрическими наводкамипередающего канала па канал 11;тр т - время задержки в первом приемном канале, вызванное пар азитными60 световыми и электрическими наводкамипередающего канала па канал 1.т- время задержки сигнала в канале 11, вызванное паразитными световыми иэлектрическими наводками первого канала05 на второй,тг п - время задержки в канале 1, вызванное паразитными световыми и электрическими наводками канала 11 на канал 1.При сложении ти т (конечный итогизмерения расстояния) величины тп и ть 5входящие в та и т; с разными знаками,уничтожаются,Таким образом, погрешности, обусловленные неидентичностью приемных каналов1 и 11, взаимными паразитными электрическими и световыми наводками между передающим, опорным и сигнальным каналами,в предлагаемом светодальномере исключаются, что способствует повышению точности измерения. Кроме того, нейтрализация паразитного влияния этих наводок путемкоммутации приемных каналов позволяетпри сохранении точности измерений упростить развязки в электрических цепях предлагаемого светодальномера (уменьшить или 20исключить емкости, индуктивности, резисторы) сократить количество и размерыего экр апов (электрических и световых) .Все это содействует уменьшению веса, габаритов и мощности потребления по питанию, что особенно важно для искробезопасных (практически не допускающих суммарной емкости всех конденсаторов светодальномера более 10 - 50 мкф) маркшейдерских малогабаритных светодальномсров, зо Формула изобретения1. Электрооптический дальномер, содеркащий передающий канал, два приемных З 5 канала, включающих по одному фотоприемнику, смесителю и усилителю-ограничителю, гетсродин, цпфровой фазометр, зеркало, диафрагму, передающий п приемный объективы, отражатель, причем выходы 40 фотоприемников соединены через соответствующие смесители с входамн соответствующих усилителей-ограничителей, первый и второй выходы гетеродина соединены со вторыми входами смесителей, зеркало оптически связано с передающим каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены оптический коммутатор, выполненный в виде подвижного двустороннего зеркала, установленного на пересечении оптических осей приемных каналов с возможностью поочередного изменения их функций, между смесителями введен измеритель уровня сигналов, зеркало оптически связано с приемными каналами, а привод оптического коммутатора подключен к выходу блока управления цифрового фазометра.2. Электрооптический дальномер по п. 1, отличающийся тем, что цифровой фазометр выполнен в виде триггера, входы которого соединены с выходами соответствующих усилителей-ограничителей, первый и второй выходы соединены с первым и вторым входами управляемого коммутатора, выход которого через первую схему совпадения соединен со счетчиком, генератор счетных импульсов соединен с входом второй схемы совпадения, выход которой соединен со вторым входом первой схемы совпадения и входом делителя частоты счетных импульсов, выход которого через управляемый триггер соединен со вторым входом второй схемы совпадения, выходы блока управления соединены с входами управляемого коммутатора, счетчика и управляемого триггера.Источнпки информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 254651, кл. б 01 Я 25/00, 26.09.б 8. 2. Патент Швейцарии Мю 551628,кл. 6 013 9/б 2 (прототип).Типография, пр, Сапунов ер сдаю канал каз 764/15 Изд,157 Тираж 614ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобре113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5 Подписно ий н открыти