ФАЗОМЕТР ДЛЯ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОГО ДАЛЬНОМЕРА Советский патент 1971 года по МПК G01C3/02 G01R25/04 

Изобретение относится к области радиогеодезии, в частности к фазовым светодальномерам с фотоэлектрической регистрацией светового потока.

Известны фазовые светодальномеры, в которых для правильного и точного определения расстояний на нескольких модулирующих частотах измеряют фазометром угол сдвига фаз и по этому углу, частотам и скорости свега рассчитывают расстояние при помощи следующих формул:

р С Г УЗд - УЗг/ fls - flv

-/,/, мм У

.- с Г

-

f( /.-л1.

(пг «i);

Л-Л

р.

llL-l-f ,

J л

/ L М

приближенное расстояние, подлежащее измерению; измеренное расстояние; скорость света; модулирующие частоты; углы сдвига фаз для определения расстояния, соответствующие частотам, , т 0, ±1, ±2,...; «1, , 1, 2, ...

Значения th и «г задаются приблизительно. Для углов сдвига фаз фгв и фг„ их соотнощеаие может принимать значения от О до М, причем 1 1, 2, 3. Приведенный расчет труден.

Пелью изобретения является создание такого фазометра, с помощью которого можно было бы определить расстояния без расчетов.

Для этого в предлолченном фазометре между фазосдвигающей цепью и показывающим

устройством фазокомпенсатора установлена электромагнитная муфта.

На фиг. 1 показано расположение фазометра в электрооптическом дальномере; на фиг. 2 - фазометр и муфта со стрелочной

индикацией; на фиг. 3 - фазометр с цифровой индикацией.

От источника света / (см. фиг. 1) пучок а расходящихся лучей, пройдя линзу 2 и модулятор 3, собирается линзой 4, давая промежуточное изображение. Делитель 5 разделяет пучок на лучи а сравнительные, которые собираются с помощью линзы 6 и рефлектора 7 на фотоэлементе 8, и лучи а измерительные, которые направляются через передающий объектин 9 на находящийся на расстоянии рефлектор W. Измерительные лучи а, отраженные рефлектором 10, через приемный объектив 11 поступают на фотоэлемент 12. Между делителем 5 и передающим объектичасть измерительных лучей а через оитическую систему к зеркалу 14. Эт:о зеркало, расположенное между приемным объективом 11 и фотоэлементом 12, отражает лучи, проходящие через оптическую систему 15, на фотоэлемент 12.

Под действием лучей а и л фотоэлементы 8 и 12 направляют электрические сигналы через усилитель /6 или 17 на фазометр, состоящий из фазового детектора 18 и фазокомпенсатора 19. В то время как фазовый детектор сравнивает положение по фазе сигналов, идущих от фотоэлементов 8 и 12, фазокомпенсатор 19 измеряет разность фаз серии сигналов. Измерение проводится, например, при трех различных модулирующих частотах, находящихся в соотношении 1 : 10 :100; получают три различные разности фаз, а поэтому и три различных расстояния, причем последующее больше предыдущего в 10 раз.

Фазокомпенсатор 19 содержит фазосдвигающее звено 20 (см. фиг. 2), связанное с усилителем 16 и фазовым детектором 18. С помощью поворотной головки 21 устанавливаю1 фазосдвигающее звено, которое с помощью вала 22 вращает зубчатое колесо 23.

С зубчатым колесом 23 находится в зацеплении установленное на полой оси 24 подвижное зубчатое колесо 25. Ось 24 и ось колеса 25 расположены коаксиально. Пружина 26 предотвращает смещение этих осей относительно оси 27, обеспечивая движение лишь в осевом направлении. Один конец оси 24 проходит через электромагнит 28, который крепится на диске 29, л естко соединенном с осью 27. На другом конце оси 24 насажен диск 30. Электромагнит 28 с помощью переключателя 31 включается в электрическую цепь 32. Ось 27 проходит через подшипник 33. На ее свободном конце имеется поворотная головка 34. Ось 27 передвигает шкалу 35 в направляюших 36 относительно отметки отсчета 37.

Электромагнит 28 притягивает диск 30, а вместе с ним и зубчатое колесо 25. Образуется замкнутая цепь между зубчатым колесом 25 и диском 29, а следовательно, и между осью 27. Если фазосдвигающее звено 20 начнет вращать с помощью вала 22 зубчатое колесо 23 вследствие разности сигналов от сравнительных и измерительных лучей, то шкала 35 передвинется относительно отметки отсчета 37. Если установить переключатель 31 в положение, показанное пунктирной линией, то электрическая цепь 32 разомкнется, электромагнитная муфта, находящаяся между зубчатым колесом 25 и осью 27, расцепится, и прекратится передача движения шкале 35 от фазосдвигающего звена 20. Пока переключатель находится в этом положении, щкалу 35 путем вращения поворотной головки 34 в направляющих 36 можно передвинуть так, что отметка отсчета покажет на шкале нуль. В этой установке фазосдвигающее звено 20 участия не

принимает. Описанный процесс повторяется столько раз, сколько модулирующих частот используют для измерения.

Фазосдвигающее звено 20 может быть установлено в тот момент, когда электромагнитная муфта находится в рабочем положении.

Фазосдвигающее звено 20 (см. фиг. 3) управляется поворотной головкой 21, которая вращает при измерении зубчатое колесо 23, находящееся на валу 22. С зубчатым колесом 23 входит в зацепление зубчатое колесо 38, жестко закрепленное на валу 39 счетного механизма 40. Счетный механизм с помощью щупа 41 устанавливается в нулевое положение; следовательно, показания в окнах 42 не связаны с поворотом вала 39. При.менением щупа 41 выключается фазосдвигающее звено 20. Результат измерения сохраняется в фазосдвигающем звене 20, в то время как показание не остается. В остальном принцип действия зстройства, показанного на фиг. 3, тот же, что и устройства, показанного на фиг. 2.

При измерении и установке на «нуль решаются следующие уравнения, в которых Фгб- - единственное неизвестное

-f f-fls

25

(,)

Л-Л

Л-Л

3

я,

/з-Л

После того как через замкнутую цепь при

частоте /i произойдет выравнивание фаз для угла сдвига фаз фхг,, осуществится установка на нуль. Благодаря это.му одновременно с хорошим приближение.м произойдет установка на нуль для ф2и и . После этого измеряется

угол сдвига фаз nfis на частоте /i. Полученное значение зануляется. При частотах /2 и /з проводят измерение углов сдвига фаз ф2« и фзг, результаты которых благодаря этому относятся и к углам ф1г; и ф18, что при установке на

нулевое положение позволяет не трогать фазосдвигающее звено. В.место угла сдвига фаз могут быть также получены соответствующие значения расстояний, если за масштаб показаний принять

с . С . С

/1 Л-Л /3-/

Пред.мет изобретения

Фазометр для электрооптического дальномера, содержащий фазовый детектор и фазокомпенсатор, выполненный из фазосдвигающей цепи и показывающего устройства, отличающийся тем, что, с целью упрощения продесса измерения расстояний, фазометр снабжен электромагнитной муфтой, установленной между фазосдвигающей цепью и показывающим устройством.

234 5 13 9

/ « I

O-p3-5 -p

/г-o Sr ,

i6 8

JJ

1