Устройство для определения смещений объекта Советский патент 1988 года по МПК G01C1/04 G01C5/00 

00 ел

00

Изобретение предназначено для определения энергетического центра пучка направленного излучения,угловых и поперечных линейных смещений относительно него. Цель изобретения - повышение точности измерений„ Луч от источника 1 излучения через передающую среду 2 поступает на фотоприемник 3, преобразующий энергию излучения в электрический ток Сигнал с выхода блока 4 измерения поступает на блок 7 выборки и хранения сигнала, а также на выпрямитель 5, кото- рьй в совокупности с блоком 6 формирования строба определяет момент фиксации величины смещения центра пучка, В блоке 7 выборки и хранения сигнала осуществляется стробирование коротким импульсом с выхода блока 6 аналогового сигнала величины смещения с выхода блока 4 измерения, запоминание и хранение полученных напряжений выборок, 2 ил (Л

ф1/е.7

Изобретение относится к области измерения угловых и линейных координат в геодезии и предназначено для определения энергетического центра пучка направленного излучения,угловых и поперечных линейных смещений относительно него.

Целью изобретения является повышение точности и помехозащищенности измерений

На фиго и 2 - схематически изображено предлагаемое устройство.

Устройство (фиг,О содержит источник 1 излучения, луч которого через передающую среду 2 попадает на приемную часть, состоящую из фотоприемника 3, выход которого соединен с блоком 4 измерения, выход которого соединен с последовательно включенны- ми выпрямителем 5 и блоком 6 формирования строба, выход которого соеди- рен с первым входом блока 7 выборки и хранения сигнала, второй вход которого соединен с входом выпрямителя 5, а выход - с входом интегратора 8, к выходу которого подключен блок 9 индикации.

Устройство работает следующим образом,

Луч от источника 1 излучения, в. качестве которого можно использовать лазер, через передающую среду 2,например воздух, поступает на фотоприемник 3, который преобразует энергию излучения в электрический ток,Фотоприемник 3 может быть реализован аналогично прототипу или на разрезном фотодиоде, каждый из секторов которого совместно с операционным усилите- лем образует источник тока о Если энергетический центр падающего на фотоприемник 3 лазерного пучка совпадает с границей раздела секторов фотодиода, то сигнал, вырабатываемый блоком 4 измерения, равен нулю В противном случае этот сигнал не равен нулю, причем его значение и знак соответствуют величине поперечного

линейного смещения пучка относитель

но фотоприемникао Если излучателем является плоскостной нивелир,работающий в режиме сканирования пучка по плоскости, то сигнал с выхода блока 4 имеет вид разнополярного импульса, амплитуда и полярность которого определяют степень смещения пучка относительно центра фотоприемника 3„Этот сигнал пог.тупает на блок 7 выборки

0

5 0 д

0

с

и хранения сигнала, а также на выпрямитель 5, который в совокупности с блоком 6 формир ования строба определяет момент фиксации (отсчета) величины смещения центра пучка В блоке 7 осуществляется стробирование коротким импульсом с выхода блока 6 аналогового сигнала величины смещения.с выхода блока 4, запоминание и хранение полученных напряжений выборок Блок 6 формирования строба представляет собой электронный ключ,пример реализации которого приведен на фиг о 2„ Выпрямленный сигнал от блока 5 поступает на ограничитель 10, в качестве которого может использоваться компаратор (реализованный,например, на элементе К 521СА2), на второй вход которого подается пороговое напряжение от источника 11 опорного напряжения Выход ограничителя 10 подключен к блоку 12 согласования, используемому для согласования параметров сигнала с выхода ограничителя: 10 и сигнала управления электронным ключом в блоке 7, Зафиксированная в блоке 7 выборка сигнала смещения вследствие различных помех,например механического дрожания , источника 1 излучения и фотоприемника 3,неоднородности передающей среды 2 и фоновой засветки, флуктуатдий оси диаграммы направленности.излучаемого лазерного пучка и ТоД,, имеет дисперсию от.носительно математического ожидания. С целью уменьшения влияния паразитных отклонений на точ-: ность определения смеще1дая энергетического центра пучка сигнал с выхода блока 7 усредняется в интеграторе 8, Индикация осуществляется блоком 9 индикации, который может быть реализован аналогично прототипу При этом в блоке 9 можно индицировать не только величину смещения пучка, например, стрелочным.прибором с нулем в середине шкалы, но- и организовать оптическую и звуковую .сигнализации знака отклонения Блоки 3, 7, 4, 5, 8 могут быть реализованы, например, на элементах микроэлектроники

Формула изобретения

Устройство для определения смеще-; НИИ объекта, содержащее источник излучения, оптически связанный с фотоприемником, выход которого через

блок измерения соединен с входом выпрямителя, и блок индикации, о т л и- ч а ю щ е е .с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено блоком формирования строба, блоком выборки и хранения сигнала и интегратором, выход блока измерения соедиОт 5л ока 5

нен с первым входом блока выборки и хранения сигнала, второй вход которого через блок формирования строба соединен с выходом вьтрямителя, а выход блока выборки и хранения сигнала через интегратор соединен с блоком индикациио

К JJOH 7

фие.2