Устройство для передачи азимута по высоте Советский патент 1993 года по МПК G01C15/12 

Изобретение относится к области инженерно-геодезических и маркшейдерских измерений а конкретно - к устройствам, использующим поляризованный свет для передачи горизонтальных направлений, например, с поверхности земли в горные выработки или на верхние этажи при строительстве инженерных сооружений.

Целью изобретения является повышение точности и производительности работы за счет увеличения помехозащищенности и чувствительности устройства, упрощения конструкции и уменьшения численности обслуживающего персонала.

На чертеже изображена схема предложенного устройства.

Устройство для передачи азимута по высоте содержит три основных модуля: датчик направления 1, индикатор опорного направления 2 и углоизмеритель с алидадой (теодолит) 3. Датчик опорного направления 1 содержит лазер 4, модулятор 5 с управляющим генератором 6, коллимирующую систему 7 и поляризатор 8. Индикатор опорного направления 2 жестко связан с теодолитом 3 и содержит двухкзнальный анализатор (например, призму Волластона) 9, балансный фотоприемник (например, секторный фотодиод) 10, первый (дифференциальный ) 12 и второй 11 трансформаторы, усилитель 13. синхронный детектор 14 и нулевой индикатор 15.

00

со

g

СП О

При работе устройства на призму Вол- ластона 9 падает от датчика опорного направления 1 линейно поляризованный поток излучения с интенсивностью

O OoSlnft)t,(1)4

где о)- частота модуляции. На каждый элемент балансного фотоприемника 10 приходятся потоки с интенсивностями

cos2 а.

Ф Oosin w t

и Ф Ф0 sin on ,

(2)

где а-угол между плоскостью поляризации пучка датчика 1 {опорной плоскостью) и направлением поляризации одной из ортогонально поляризованных компонент, пропускаемых призмой Волластона 9. Поскольку раздельные выводы фотоприемников подключены к противоположным концам первичной обмотки первого дифференциального трансформатора 12,а первичная обмотка второго трансформатора 11 подключена между общим выводом фотоприемников и средней точкой первичной обмотки трансформатора 12, то на вторичной обмотке трансформатора 12 формируется разностный (измерительный) сигнал

И- К - (Ф1 - Ф) К-Ф0з п 0)1 cos2 a,

(3)

а на вторичной обмотке второго трансформатора 11 формируется суммарный (опорный) сигнал

И+ К + (Ф + Ф) - К + , (4) где К- и К+ - соответствующие коэффициенты преобразования сигналов. После усиления измерительный сигнал поступает в синхронный детектор 14, куда в качестве опорного сигнала подан суммарный сигнал. При а , 45° измерительный сигнал И- О,

что фиксируется нулевым индикатором 15. В этот момент визирная ось трубы теодолита оказывается привязанной к опорной плоскости устройства. Выполняя такую

привязку на различных горизонтах и одновременно измеряя направления на соответствующие визирные цели, передают азимут по высоте.

Формула изобретения

Устройство для передачи азимута по вы- роте, содержащее датчик опорного направления с источником модулированного линейно-поляризованного излучателя, угло- измеритель с алидадой, индикатор опорного направления с анализатором, фотоприемным блоком, усилителем, синхронным детектором и индикатором нуля сигнала, о т л и ч а ю щ е ее я тем. что, с целью повышения точности и проиэводительности, оно снабжено первым и вторым трансформаторами, включенными после балансного фотоприемного блока, выполненного в виде двух фотоприемников, раздельные выводы которых подключены к

противоположным концам первичной обмотки первого трансформатора, выполненного дифференциальным, первичная обмотка второго трансформатора подключена между общим выводом фотоприемников и средней точкой первичной обмотки первого трансформатора, при этом вторичная обмотка первого трансформатора под- соединена, к усилителю, выход которого соединен с одним входом синхронного детектора, а вторичная обмотка второго трансформатора подсоединена к второму входу синхронного детектора с нулевым индикатором на выходе, причем индикатор опорного направления жестко связан с алидадой

углоизмерителя.

г

Использование: для передачи горизонтальных направлений с поверхности земли в горные выработки или на верхние этажи ори строительстве инженерных сооружений. Сущность изобретения: датчик опорного направления содержит углоизмеритель с алидадой, анализатор, фотоприемный блок, выполненный в виде двух фотоприемников, первые выводы которых подключены к противоположным концам первичной обмотки первого трансформатора, выполненного дифференциальным, первичная обмотка второго трансформатора подключена между вторыми выводами фотоприемников и средней точкой первичной обмотки первого трансформатора. Вторичная обмотка первого трансформатора подсоединена к усилителю, а вторичная обмотка второго трансформатора подсоединена к синхронному детектору, подсоединенному между усилителем и нулевым индикатором. Датчик опорного напряжения содержит источник излучения, модулятор, генератор, коллими- рующую систему и поляризатор. 1 ил.