Светодальномер со следящей системой и интегрирующим частотомером Советский патент 1960 года по МПК G01S13/38 

Известны светодальномеры со следящей системой и интегрирующим частотомером с синхронной делюдуляцией светового потока и фотоэлектрическим приемником.

В предлагаемом устройстве применена следящая система, обеспечивающая автоматическую установку частоты модулированного света, прошедшего через модулятор. Для измерения частоты модуляции света служит счетно-решающее устройство.

На фиг. 1 показана блок-схема светодальномера со следящей системой и интегрирующим частотомером; на фиг. 2 - зависимость средней величины светового потока, прошедидего через демодулятор, от частоты модуляции света.

Свет от источника / проходит через модулятор 2, распространяется до отражателя 3, установленного на конце измеряемой линии, возвращается, проходит через демодулятор 4 и попадает на катод фотоэлектронного умножителя 5. Модулятор и демодулятор управляются синхронно высокочастотным напряжением от генератора б, частогу которого можно плавно изменять в некотором диапазоне. Генератор модулируется по частоте симметричным напряжением прямоугольной формы с низкой частотой F от датчика 7 при посредстве модулятора частоты 8. При этом частота генератора 6 поочередно цринимает некоторые значения /j и /2.

Зависимость средней (за период частоты / модуляции света) величины светового потока Ф ср, прощедщего через демодулятор, от частоты / показана на фиг. 2. При некотором З11ачен1 и частоты f „ световой

№ 133611- 2 поток принимает экстремальное (в данном случае - минимальное) значение. Если центральная частота генератора 5 / / , равна

/да, ТО, как видно из графика а (фиг. 2), световой поток, попадающий на приемник, остается неизменным во времени. При / //,„ или fcp .f „I этот световой поток оказывается модулированным частотой Р , причем амплитуда огибающей определяется величиной разности fcp-I т 3 фаза - знаком этой разности (графики бив).

С фотоэлектронного умножителя 5 снимается напряжение, пропорциональное световому потоку Ф р. Это напряжение усиливается избирательным усилителем 9 низкой частоты, настроенным начастоту F, и подается на фазочувствительный детектор JO, на который поступает опорное напряжение от датчика 7. Выходное напряжение детектора 10, полярность которого определяется знако.м разности / -/„, , ч-ерез интегрирующую цепь 11 и модулятор частоты 12 подается на генератор 6 и управляет величиной f f..,. Получается следящая система, автолгатически устанавливающая центральную частоту генератора f р Р вной f . Наличие интегрирующей цепи позволяет сделать следящую систему астатической, т. е. свести к нулю величину установившейся ощибки.

Наличие частоты / р производится электронным счетным устройством 13, производящим подсчет числа периодов напряжения генератора 6 за некоторый интервал времени с датчика интервала счета Т.

2п

Если Т , где т - целое число, то частота f . равна -, где

л - число периодов, подсчитанное счетным устройством за время Т. Для уменьщения возникающих от «качания частоты f от напряжения шумов ошибок измерений, производится осреднение величин / за возможно больший интервал времени (в данном устройстве - 100 сек) датчиком интервала счета Т (таймером). Большой интервал счета Т дает возможность повысить дальность действия светодальномера при заданной точности измерений, так как предельная дальность его определяется величиной отношения сигнала к шумам, при которой ошибки измерений не превосходят заданной величины. Сочетание высокой помехоустойчивости приемника по отношению к шумам с применением угловой селекции полезного сигнала (при помощи диафрагм поля зрения в приемной оптической системе) позволяет резко уменьшить влияние постороннего света на работу прибора и увеличить дальность действия его в светлое время суток.

Предмет изобретения

Светодальномер со следящей системой и интегрирующим частотомером с синхронной демодуляцией светового потока и фотоэлектрическим приемником, отличающийся тем, что, с целью автоматической установки частоты модуляции света, соответствующей минимальному значению светового потока, прощедщего через демодулятор, п нем применена следящая система, а для измерения частоты модуляции света применено счетное устройство.