Дальномер Советский патент 1987 года по МПК G01C3/08 

1

Изобретение относится к оптико- электронной технике и может быть использовано в системах измерения дальности.

Цель изобретения - повышение точности за счет учета непостоянства амплитуд приемных импульсов и их длительности.

На фиг.1 приведена функциональная схема дальномера; на фиг.2 -. временные диаграммы, раскрывающие особенность работы предлагаемого устройства.

Дальномер содержит излучатель 1 с блоком 2 управления, приемопередающи оптический блок 3, датчик 4 опорного импульса, блок 5 задержки, формирователь 6 импульса дальности, фотоприемник 7, дифференцирующий усилитель 8, пороговый элемент 9, триггер 10, компаратор 11 с нулевым уровнем сравнения, дифференцирующую цепочку 12 и блок 13 измерения временных интервалов. Выход блока 13 является выходом дальномера.

Работа дальномера поясняется следющими временными диаграммами: 14 - опорные импульсы датчика 4; 15 - задержанные опорные импульсы датчика 4 16 - выходные импульсы фотоприемника 7; 17 - выходные импульсы дифференцирующего усилителя 8J 18 - выходные импульсы порогового блока 9J 19 - сигналы на выходе компаратора 11 с нулевым уровнем сравнения; 20 - сигналы на выходе триггера 10J 21 - выходные сигналы формирователя импульса дальности; 22 - выходные сигналы блока 13 измерения временных интервалов .

Дальномер работает следующим образом.

Излучатель 1 по команде, вьфабо- танной в блоке 2 управления, формирует оптический импульс, который через приемопередающий оптический блок 3 испускается в направлении объекта. В этот же момент времени в датчике 4 формируется опорный импульс 14. Задержанный в блоке 5 импульс 15 датчика опорного импульса 4 запускает формирователь 6 импульсов 21 дальности.

Отраженный от объекта импульс через блок 3 поступает на вход фотопри- емника 7, охваченного системой автоматической регулировки усиления. Выходные импульсы 16 фотоприемника 7 поступают на дифференцирующий усили

10

15

20

25

30

55

348645

тель

8, который вырабатывает биполярные импульсы 17. При превьшении положительным пиком биполярного импульса положительного порогового уровня в пороговом элементе 9 формируется импульс 18 прямоугольной формы, передним фронтом которого запускается триггер 10. Одновременно с этим выходной сигнал дифференцирующего усилителя 8 поступает на компаратор 11 с нулевым уровнем сравнения. В момент пересечения этого уровня выходным сигналом дифференцирующего усилителя 8 в компараторе 11 вырабатывается соответствующий прямоугольный импульс 19, передним фронтом которого триггер 10 возвращается в исходное состояние. Так как момент пересечения нулевого уровня биполярным сигналом соответствует энергетическому центру выходного импульса 16 фотоприемника 7, то и задний фронт импульса 20, выработанного триггером 10, соответствует энергетическому центру приемного импульса. Поэтому нестабильность амплитуды приемных импульсов не приводит к возникновению ошибки фиксации момента его обнаружения.

Выходной импульс 20 триггера 10 поступает на дифференцирующую цепочку 12. Сформированный ею импульс отрицательной полярности поступает на второй вход формирователя 6 импульса 21 дальности. Так как в условиях не- 35 стабильностей амплитуд приемных импульсов их энергетический центр соответствует заднему фронту импульса дальности, то и амплитудная ошибка в предлагаемом устройстве исключена. Вместе с тем фиксация временного положения приемного импульса по его энергетическому центру позволяет повысить точность измерения дальности при изменении длительности отраженных от объекта импульсов.

Выработанный формирователем 6 импульс 21 дальности подается в блок 13 измерения временных интервалов, в Качестве которого может использоваться счетчик. В выходных сигналах 22 блока 13 содержится числовой эквивалент дальности.

Для исключения систематической ошибки измерения дальности в опорный канал введен блок 5 задержки. Величина задержки обычно выбирается с учетом временного промежутка между моментом срабатывания датчика опорного импульса и энергетическим центром

40

45

50

излученного импульса, а также с учетом величины задержки приемного импульса в фотоприемнике 7 и дифференцирующем усилителе 8.

Формула изобретения

Дальномер, содержащий приемопередающий блок, оптически связанный с излучателем и фотоприемником, датчик опорного импульса, вход которого соединен с выходом излучателя, и блок измерения временных интервалов, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния непостоянства амплитуд приемных импульсов и их длитель ности, он снабжен дифференцирующим усилите22

Редактор Н.Киштулинец

Фиг: г

Составитель В.Лыков Техред М.Ходанич

Заказ 5178/39Тираж 676Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5

лем, пороговым элементом, компаратором, триггером, дифференцирующей цепочкой, формирователем импульса дальности, блоком задержки и блоком управления, выход которого соединен с входом излучателя, выход фотоприемника через дифференцирующий усилитель соединен с входами порогового элемента и компаратора, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, выход триггера через дифференцирующую цепочку соединен с первым входом формирователя импульса дальности, второй вход которого через блок задержки соединен с выходом датчика опорного импульса, а выход соединен с входом блока измерения временных интервалов.

1

Корректор Н. Король

Изобретение относится к оптико- электронной технике. Цель изобретения - повышение точности. Устр-во содержит излучатель 1 с блоком 2 управления, приемопередающий оптический блок 3, датчик 4 опорного импульса, блок 5 задержки, формирователь 6 импульса дальности, фотоприемник 7, усилитель 8, пороговой элемент 9, триггер 10, компаратор 11, дифференцирующую цепочку 12 и блок 13 измерения временных интервалов. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устр-ва позволяет учитывать непостоянство амплитуд приемных импульсов и их длительности. 2 ил. со ( 00 СП Фиг./