Устройство для измерения расстояний
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ и |i 586701
Сонзз Советскик
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.03.76 (21) 2329819/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.09.78. Бюллетень № 36 (45) Дата опубликования описания 01.09.78 (51) М. Кл.
G 01С 3/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 528.517 (088.8) (72) Авторы изобретения
И. А. Попов, В. А. Синицын, В. М. Кацман, С. П. Смирнов, С. Ф. Павлов и С. В. Стволков
Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЙ
Устройство относится к области геодезического приборостроения, а именно к измерителям расстояний по линии визирования, и может быть использовано в геодезии, маркшейдерском деле и при строительстве 5 крупных инженерных сооружений.
Известны устройства, содержащие генератор масштабных частот, излучатель, фотоприемник, гетеродин и фазометр, причем коммутация измерительного и опорного ка- 10 налов осуществляется с помощью органов управления (1).
Такие устройства характеризуются малой точностью измерений из-за нестабильности частот генератора и гетеродина, а 15 также малым быстродействием из-за трудности манипуляции органами управления.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее ге- 20 нератор масштабных частот, излучатель, коммутатор измерительного и опорного каналов, фотоприемник, гетеродин, усилитель и фазометр (2).
Однако эти устройства неоптимальны по 25 точности измерений и их длительности.
Цель изобретения — повышение точности измерений и увеличение быстродействия.
Это достигается тем, что в предлагаемое устройство для измерения расстояний вве- 30 дены электронный ключ, триггер, две схемы совпадения и генератор управляющих импульсов, причем выход триггера соединен с электронным ключом, а входы подключены к выходам схем совпадения, входы которых соединены с усилителем-формирователем и генератором управляющих импульсов.
На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений в характерных точках, поясняющие работу схемы.
Устройство содержит генератор 1 масштабных частот, полупроводниковый излучатель 2, отражатель 3, расщепитель 4, фотоприемник 5, коммутатор 6 измерительного и опорного каналов, гетеродин 7, измеритель 8 разности фаз, усилитель-формирователь 9, схемы 10 и 11 совпадения, генератор 12 управляющих импульсов, триггер
13, ключ 14, генератор 15 счетных импульсов, счетчик 16 числа импульсов и цифровой индикатор 17.
Устройство работает следующим образом, Генератор 1 масштабных частот вырабатывает высокочастотное колебание, которое модулирует излучатель 2. Модулированный световой поток подается на расщепитель 4 и через него на отражатель 3. От
586701 отражателя измерительный сигнал направляется на фотоприемник 5 через коммутатор 6. Через тот же коммутатор на фотоприемник подается сигнал от расщепителя
4.
Уходящий на дистанцию и пришедший сигналы, соответственно Ui u Ua сдвинуты по фазе по ближайшим моментам перехода сравниваемых колебаний через нуль величиной cp,-, которая для неближайших моментов составляет = +2лт, где m— целое число фазовых циклов.
Выделившееся на выходе фотоприемника 5 колебание имеет вид пачек синусоид, следующих с частотой F, Этот сигнал поступает на вход измерителя 8 разности фаз. Напряжение синусоидальной формы преобразуется в прямоугольные импульсы
U4 усилителем-формирователем 9. Продифференцированные импульсы U поступают на две схемы 10 и 11 совпадения. Схемы срабатывают поочередно от генератора 12 управляющих импульсов, который переключает также коммутатор 6 с помощью им пульсов Ue.
На второй вход схемы совпадения 10 поступает управляющий импульс U7. Длительность импульса выбирается несколько меньше полупериода коммутации, чтобы не захватывать моменты смены фазы при коммутации сигналов. 3а время действия этого импульса через схему 10 проходит сигнал Ug. На второй вход схемы 11 совпадения поступает импульс U, который пропускает пачку сигналов U Первый импульс из пачки сигналов Ue переключает триггер 13 и дает начало им5 35 пульсу U«, который отпирает ключ 14 и позволяет пройти от генератора 15 счетных импульсов определенному числу импульсов, которые считаются счетчиком 16 и выдаются на цифровой индикатор 17. Разрешающая способность устройства при частоте модуляции 150 МГц и числе импульсов 1000 составляет 1 мм. Устройство позволяет измерять расстояние от 1 до 500 м с высокой точностью. Формула изобретения Устройство для измерения расстояний, содержащее генератор масштабных частот, излучатель, коммутатор измерительного и опорного каналов, фотоприемник, гетер один, усилитель-формирователь и цифровой фазометр с генератором счетных импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и увеличения быстродействия, в устройство введены электронный ключ, триггер, две схемы совпадения и генератор управляющих импульсов, причем выход триггера соединен с электронным ключом, а входы подключены к выходам схем совпадения, входы которых соединены с усилителем-формирователем и генератором управляющих импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Прилепин М. Т. и Голубев А. Н. Оптические квантовые генераторы в геодезических измерениях. М., «Недра», 1972, с. 54 — 65. 2. Авторское свидетельство СССР Мо 489938, кл. G 01С 3/00, 1974. 58670!! 1 1 ! 1 Ь I 3 ! 1 ! ! ! ! ! 1 1 1 1 1 ! ! 1 1 8 1 1 ! ! 1 ! I ! ! 1 ! ! 1 1 ! ! 586701 Uif Составитель Ю. Галкин Техред Н. Рыбкина Корректор Л. Котова Редактор Т. Колодцева Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1648/1 Изд. № 636 Тираж 850 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
