Светопроекционный дальномер Советский патент 1985 года по МПК G01C3/08 

11 Ияобретение относится к измерительной технике в геодезии и может быть использовано для измерения расстояний бесконтактным способом. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение эксплуатационных возможностей прибора путе обеспечения возможности работы при освещенностях объектов до.500 лк. На фиг. 1 изображена оптико-электромеханическая функциональная схема на фиг. 2 - временные диаграммы преобразования входного сигнала электронным блоком (а - сигнал на выходе фотоэлектронного умножителя, & - сигнал на выходе усилителя-форми рователя & - сигнал на выходе первого триггера; - сигнал на выходе вто рого триггера, 3 - сигнал на втором входе электронного ключа, 6 - сигнал на выходе электронного ключа), на фиг. 3 - кривые распределения освещенности в плоскости приемной диафрагмы „ Дальномер состоит из проекционно и приемной ветвей. Проекционная ветвь содержит осветитель 1, сетку 2 с темным штрихом, оптический компенсатор, состоящий из зеркал 3-5, и объектив 6. Приемная ветвь содержит объектив 7, оптический компенсатор, состоящий из зеркал 8-10, ди афрагму 11, микрообъектив 12, измер тельную щель 13, рассеивающую линзу 14 и фоточувстнительный элемент, например фотоумножитель 15. Зеркала 4 и 9 жестко закреплены на каретке 16, установленной в точных направля щих 17. Каретка 16 связана с кулач: ком 18 посредством пружин19. Кулачок установлен в направляющей 20 и соединен с исполнительным механизмо например, микрометрическим винтом 2 который через редуктор связан с эле тродвигателем 22 через редуктор 23. .На винте 21 установлен диск 24 с от Г . 2 . Р со5( J rfL °5 J. где - начальное расстояние, i .- фокусное расстояние объективов 6 и 7; Ь - половина базиса прибора; (| - угол наклона осей объективов 6 и 7 к оси симметрии дальномера; 6 - перемещение каретки с зеркалами. ерстиями, с одной стороны которого азмещен осветитель 25, ас другойотодатчик 26. Диск 24, осветитель 25 и фотодатик 26 представляют собой преобразоатель шинного перемещения каретки электрические импульсы, выход коорого соединен с одним входом элекронного ключа 27, выход же последего подключен к цифровому отсчетноу устройству 28. Выход фотоумножителя 15 соединен с входом усилителяормирователя 29, а последний - с двумя входами триггера 30, выход которого подключен к входу триггера 31, а его выход - к второму входу . электронного ключа 27 и блоку 32 управления. На направляюп1;ей 20 установлены конечные выключатели 33 и 34, соединенные с блоком 32 управления, выход которого соединен с электродвигателем 22, триггером 30, триггером 31 и цифровь1м отсчетным устройством 28. Устройство работает следующим образом. Рассмотрим действие оптической схемы. Осветитель 1 ярко освещает сетку 2 со штрихом, изображение которой через систему зеркал 3-5 и объектив 6 проецируется на участок поверхности, расстояние до которого измеряется. Отраженный от поверхности световой поток через объектив 7 и систему зеркал 8-10 направляется в диафрагму 11 и создает в плоскости узкой измерительной щели 13 увеличенное изображение марки посредством микрообъектива 12. При этом каретка 16 с зеркалами 4 и 9 занимает определенное положение относительно начала отсчета. Величина перемещения каретки связана с измеряе1« 1М расстоянием следующей нелинейной зависимостью toB-beinC ) COS24 g ,,e;nq)li, Для измерения 8 и определения D в данном приборе использован кулачок, профиль которого обеспечивает решение приведенной формулы автоматически. Рассмотрим работу электрической измерительной системы. Перед началом измерения кулачок 18 находится в крайнем положении у выключателя- ЗЗ, что соответствует минимальному значению измеряемой дальности. Триггеры 30 и 31, работающие н счетном режиме, установлены в нулевсе положение, цифровое отсче ное устройство - в положение О. Электронный ключ 27 открыт. При нанажатии кнопки Пуск, расположенной на бис-ке. 32, включается электродвигател1 22 и через редуктор 23 приводит во вращение микрометрический винт 21 с диском 24, В результате вращения винта кулачок 18 перемещается по направляющей 20 и через што 16 перемещает систему подвижных зер кал 4 и 9. В то же время вращающийс диск 24 периодически прерывает луч света, направленный от осветителя 25 к фотодатчику 26, Р результате чего на выходе фотодатчика образуютс электрические импульсы, которых пропорционатгьно углу поворота диска, а следовательно, и величине перемещения кулачка 18. Имп.пт-сы через электронный ключ 27 поступают на цифровое отсчетное устройство 28 Осветитель 1 освещает сетку 2, на которой н;1несен темньй штрих. При из мерении расстояния до плоскости, отстоящей от дальномера на расстоянии в пределах рабочего диапазона дально мера, при некотором положении системы подвижных зеркал пгшучено сфокусированное изображение световой марки со штрихом на плоскости. Так как приемная ветвь имеет совмещенное с проекционной ветвью наведение на объект, то в выходном зрачке на диафрагме 11 будет получено резкое изображение световой марки, которое в центре имеет минимум освещенности, . соответствующей положению темного штриха (фиг. 3). При перемещении зер кал 4 и 9 изображение марки перемещается по диафрагме 11. Часть изобра жения марки проходит через диафрагму 11 и с помощью объектива 12 в плоскости измерительной щели 13 изображение марки получается увеличенное. Пучок света, проходящий через щель, с помощью рассеивакщей линзы 14 распределяется на значительную часть катода фотоумножителя 15. Таким образом, при перемещении световой марки через измерительную щель 13 на выходе фотоумножителя получают сигнал, пропорциональный осве щенности различных частей световой марки. В результате получают элек14трический сигнал, имеющий форму двух импульсов, расстояние между которыми зависит от то/тщины штриха (фиг. 2а). С выхода фотоумножителя сигнал подается на усилитель-формирователь, имеющий большой коэффициент усиления по напряжению. На выходе усилителя получаются два прямоугольных импульса (фиг. 2). Импульсы подаются на счетный вход триггера 30. Передний фронт первого импульса переводит триггер в положение 1, передний фронт второго импульса переводит триггер 30 в положение О (фиг. 26), а триггер 31 - в положение 1 (фиг. 2г). Выходной сигналс триггера 31 запирает ключ 27 и прекращает поступление импульсов от фотодатчиКа 26 (фиг. 23) на цифровое отсчетное устройство. В результате через ключ 27 проходит такое число импульсов фиг. Зв), которое соответствует перемещению зеркал 4 и 9 от начальной точки до момента прохождения заднего фронта,темного штриха марки через измерительную щель 13. После срабатывания триггера 31 сигнал с триггера поступает в блок управления, который производит реверсирование двигателя 23. Кулачок 18 возвращается в исходное положение до конечного выключателя 33, размыкает его и останавливается. В том случае, если триггер 31 не сра батывает при максимально допустимом перемещении кулачка 18, срабатывает переключатель 34 и осуществляет реверсирование двигателя. Для следующего измерения необходимо нажать пусковую кнопку на блоке 32. При нажатии кнопки с помощью реле производится установка триггеров 30 и 31 в нулевое положение, а также сброс показаний цифрового отсчетиого устройства 28. При отпускании кнопки электродвигатель начинает вращаться и все повторяется в том же порядке. Формула изобретения Светопроекционный дальномер, соержащий проекционную ветвь, выполенную в виде последовательно расоложенных осветителя, марки, первого птического компенсатора и первого бъектива, приемнзоо ветвь, выполенную в виде последовательно расоложенных второго объектива, вто

Изобретение относится к измерительной технике в геодезии.может быть использовано для измерения расстояния бесконтактньм. способом и . позволяет повысить, точность измерения, и расширить эксплуатационные возможности прибора путем обеспече- . НИН возможности работы при освещенностях объектов до 500 лк. Для этогома ;ка в проекционной ветви выполнена в виде темного штриха на светлом фоне, в приемную ветвь введены микрообъектин и диафрагма с измерительной щелью шириной 0,1-0,15 ширины марки, а узел измерения перемещения каретки выполнен в виде усилителя формирователя 29, двух последовательно соединенных триггеров 30 и 31, электронного ключа 27, блока управления 32, преобразователя линейного перемещения каретки в электрические импульсы и цифрового устройства 28, соединен(Л ных между собой и с другими узлами устройства. 3 ил. f ,