СВЕТОДАЛЬНОМЕР Советский патент 1967 года по МПК G01C3/08 

Известны светодальномеры фазового типа с синхронной модуляцией и демодуляцией светового иотока, производимой ири иомощи двух одинаковых конденсаторов Керра.

Предложенный светодальномер отличается от известных тем, что в нем калибратор частоты выполнен в виде имиульсно-фазового детектора, к одному из входов которого подключен генератор переменной частоты, к другому - кварцевый генератор, а к выходу - индикатор. Это позволяет упростить схему измерения частоты и повысить точность измерений.

На фиг. 1 представлена функциональная схема светодальномера; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема.

Приемопередатчик светодальномера состоит из электронно-измерительной, оптической и механической частей.

Передающий оптический канал приемопередатчика содержит источник света /, конденсор 2, поляроид 3, конденсатор Керра 4, плоское зеркало 5, разделительную призму 6 и объектив 7. Приемный оптический канал состоит из объектива 7, разделительной призмы 6, плоского зеркала 8, (конденсатора Керра Я поляроида 10, дополнительного объектива // и окуляра 12.

() 13 с полосой частот 14-16 мгц, нагруженный емкостью конденсаторов Керра 4 и 9, высокостабильный кварцевый генератор 14, имиульсно-фазовый детектор 15 и усилитель низкой частоты с телефоном 16. В комилект приборов светодальномера, кроме приемопередатчика, входят отражатели 17, преобразователь тока, вырабатывающий необходимые для иитания приемопередатчика напряжения, аккумуляторные батареи и геодезические штативы.

Для работы светодальномер на геодезическом щтативе устанавливается на точке. На второй точке, расстояние до которой нужно измерить, устанавливается отражатель. Свет от источника / конденсором 2 проектируется через поляроид в зазор Между электродами конденсатора Керра 4. В этом конденсаторе поляризованный свет под действием переменного

модулирующего напряжения периодически меняет поляризацию от линейной до эллиптической.

Переменно-поляризованный свет системой зеркал и объективом наиравляется на отражатель. Отраженный свет через объектив и систему зеркал попадает в зазор конденсатора Керра 9, включенного параллельно с конденсатором 4. Конденсатор 9 комненсирует действие конденсатора 4 и, если в ходе светового

ратно до Конденсатора 9 укладывается целое число волн модуляцин, то через поляроид 10, скреш,енный с поляроидом 3, свет не проходит. Меняя частоту модулиругощего напряжения, подбирают несколько частот (минимум две), при которых в двойном измеряемом расстоянии укладывается целое число волн модуляции, точно измеряют эти частоты и по известным формулам определяют расстояние.

Оптическая часть светодальномера содержит один объектив для иередающего и приемного оптических каналов, с разделением этих каналов около объектива. Преимущество такой схемы заключается в том, что световой пучок от отражателя попадает в приемный канал при сколь угодно близком расстоянии до отражателя, в то время как при двухобъективной оптике в приемный объектив попадает только рассеянный отраженный свет и при малых расстояниях в приемный канал вовсе не попадает отраженного света.

Особенностью предлагаемого светодальномера является устройство для измерения частоты. Частота определяется по шкале блока переменных конденсаторов генератора модулирующего напряжения. Шкала калибруется по частой сетке калибровочных точек (40-80 точек на диапазон), получаемых от термостатированного кварцевого генератора на 100 кгц с помощью импульсно-фазового детектора (ИФД).

Принциииальная схема устройства для измерения частоты показана на фиг. 2. Стабильная частота 100 кгц поступает на импульсный

генератор, собранный на половине лампы 18, создающий импульсы частотой 25 кгц. Управляющие импульсы ч.ерез трансформатор 19 поступают на ИФД 15, на вход которого поступает напряжение высокой частоты с ГМН 13. При перестройке ГМН на выходе ИФД образуются комбинационные частоты. Через усилитель, собранный на второй половине лампы 18, напряжение комбинационной частоты поступает на телефон 20, с помощью которого происходит определение нулевых частот, При которых частота ГМН кратна частоте импульсного напряжения. Таким образом, ГМН через (Каждые 25 кгц может быть скорректирована по стабильной частоте кварцевого генератора.

Светодальномер позволяет производить измерения расстояний от 100 до 5000 м со средней квадратичной ошибкой порядка ± 1 см.

Предмет изобретения

Светодальномер, содержащий два конденсатора Керра, установленные в передающем и

приемном каналах, подключенные к генератору переменной частоты, визуальный регистратор фазы и калибратор частоты, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы измерения частоты и повышения точности, в -нем калибратор частоты выпол-нен в виде импульснофазового детектора, к одному из входов которого подключен генератор переменной частоты, к другому - кварцевый генератор, а к выходу - индикатор.

/7

f с

ШТо

вдт

Шых

Д2

и.

Д, 7Г, .

i/S,,2