Электрооптический дальномер Советский патент 1982 года по МПК G01C3/08 

На чертеже показан предлагаемый дальномер.

Дальномер состоит из передающего и приемного трактов. Передающий тракт содержит передающий канал с излучателем 1 и генератором масштабной частоты 2, и передающий объектив 3. Отражатель 4 является общим элементом трактов. Приемный тракт содержит управлемый онтический коммутатор 5, приемный объектив 6, переменную апертурную диафрагму 7, зеркало 8, два приемных канала и цифровой фазометр. Оптический коммутатор 5 установлен на пересечении оптических осей приемных каналов и представляет собой двустороннее зеркало пренебрежимо малой толщины. Оно может быть выполнено, например, в виде двух прямоугольных призм, склеенных друг с другом зеркальными гипотеиузными гранями. 1чаждый приемный канал содержит фотоприемник 9 и 10 - во втором и первом канале соответственно, располол енный в фокусе объектива 6, смесители 11 и 12 и усилители-ограничители 13 и 14. Гетеродин 15 и измеритель уровня (равенства) сигнала 16 являются общими для обоих приемных каналов. К. выходам приемных каналов подключен цифровой фазометр, содержащий триггер 17 с двумя входами и выходами, управляемый коммутатор 18, блок управления 19, схемы совпадения 20 и 21, управляемый триггер 22, генератор счетных импульсов 23, делитель частоты импульсов 24 и счетчик 25.

Световой поток от излучателя 1, подключенного к генератору 2, направляется объективом 3 на отражатель 4, При положении а коммутируемого зеркала 5 световой сигнал с дистанции через объектив 6 и диафрагму 7 направляется этим зеркалом на фотоприемник 9, а часть излучаемого светового потока (опорный световой сигнал) направляется зеркалами 8 и 5 на фотоприемник 10. В этом случае приемный канал I является опорным, а канал И - сигнальным. При положении 6 зеркала 5 световой сигнал с дистанции поступает на фотоприемник 10, а опорный световой сигнал - на фотоприемник 9. В этом случае приемный канал I является сигналом, а канал П - опорным. Электрические сигналы с фотоприемников 9 и 10 поступают на смесители 11 и 12, к которым подключен гетеродин 15. Сигнал промежуточной частоты с выходов смесителей И и 12 поступает на измеритель уровня 16 и усилители-ограничители 13 и 14, к выходам которых подключен триггер 17. С выхода а или б триггера 17 импульс, длительность которого пропорциональна фазовому сдвигу между сигналами, через коммутатор 18, управляемый синхронно с зеркалом 5 блоком управления 19, поступает на схему совпадения 20. Па второй вход схемы 20 через схему совпадения 21 управляемую триггером 22,

поступают счетные импуЛьСЫ с генератора 23. При подаче управляющих импульсов с блока 19, первый из которых поступает в начале измерения, а последующие после

каждого переключения коммутатора 18 и зеркала 5, на триггер 22, последний каждый раз открывает схему 21. После прохождения через схему 21 - счетных импульсов импульс на выходе делителя 24 с

коэффициентом деления / - переклюJ

чает триггер 22, который закрывает также каждый раз схему 2i. Здесь N - цолное

число счетных импульсов, поступающих на схему 20 от генератора 23 с частотой / за постоянное время измерения 9; , где т - число рабочих переключений коммутатора 18 н зеркала 5. Гакнм образом,

за все время в на счетчик 25 поступает

N -г счетных импульсов, а при всех рабочих положениях а (или б) коммутатора 18

,- л т и зеркала 5 - этих импульсов.

Здесь т; - длительность имнульса на выходе триггера 17, а 7- период нромежуточной частоты.

Следовательно, за все вре.мя измерения

на схему совпадения 20 через коммутатор 18 с триггера 17 ноступает одинаковое число импульсов Та (при ноложении а коммутатора 18 и зеркала 5) и TG (ири полол ении б коммутатора 18 и зеркала 5). Причем

а - д + П l + l .

где Тд - время задержки светового сигнала с дистанции относительно опорного светового сигиала;

д + п + i3 + пив-а +

-время задержки сигнала в приемном канале П;

- l Je + ia+ м + ер 1

-время задержки сигнала в приемиом канале I;

Д Щ

- время задержки сигнала в блоках 9, 11, 13, 10, 12, 14 соответственно;

Тпйр-п - время задержки во втором приемном канале, вызванное наразитными световыми и электрическими наводками передающего канала на канал II;

Тпер-1 - время задержки в первом приемном канале, вызванное паразитными световыми н электрическими наводками передающего канала на канал I.

тп-1 - время задерл :ки сигнала в канале П, вызванное паразитными световыми и электрическими паводками первого канала на второй,

Ti-ii - время задержки в канале I, вызванное паразитными световыми и электрическими наводками канала II на канал I.

При сложении Та и тб (конечный итог измерения расстояния) величины тп и TI, входящие в Та и Тб с разными знаками, уничтожаются.

Таким образом, погрешности, обусловленные неидентнчностыо приемных каналов I и II, взаимными паразитными электрическими и световыми наводками передающим, опорным и сигнальным каналами, в предлагаемом светодальномере исключаются, что способствует повышению точности измерения. Кроме того, нейтрализация паразитного влияния этих наводок путем коммутации приемных каналов позволяет при сохранении точности измерений упростить развязки в электрических цепях предлагаемого светодальномера (уменьшить или исключить емкости, индуктивности, резисторы) сократить количество и размеры его экранов (электрических и световых). Все это содействует уменьшению веса, габаритов и мощности потребления по нитанию, что особенно важно для искробезонасных (практически не допускающих суммарной емкости всех конденсаторов светодальномера более 10-50 мкф) маркшейдерских малогабаритных светодальпомеров.

Формула изобретения

I. Электрооптический дальномер, содержащий передающий канал, два приемных канала, включающих по одному фотоприемнику, смесителю и усилителю-ограничителю, гетеродин, цифровой фазометр, зеркало, днафрагму, передающий и приемный объективы, отражатель, причем выходы фотоприемннков соединены через соответствующие смесители с входами соответствующих усилителей-ограничителей, первый и второй выходы гетеродина соединены со вторыми входами смесителей, зеркало оптически, связано с передающим каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены оптический коммутатор, выполненный в виде подвижного двустороннего зеркала, установленного на пересечении оптических

осей приемных каналов с возможностью поочередного изменения их функций, между смесителями введен измеритель уровня сигналов, зеркало оптически связано с приемными каналами, а привод оптического коммутатора подключен к выходу блока управлепия цифрового фазометра.

2. Электрооптический дальномер по п. 1, отличающийся тем, что цифровой фазометр выполнен в виде триггера, входы которого соединены с выходами соответствующих усилителей-ограничителей, первый и второй выходы соединены с первым и вторым входами управляемого коммутатора, выход которого через первую схему совпадения соединен со счетчиком, генератор счетных и.мпульсов соединен с входом второй схемы совпадения, выход которой соединен со вторым входом первой схемы совпадения и входом делителя частоты счетпых импульсов, выход которого через шравляемый триггер соединен со вторым входом второй схемы совпадения, выходы блока управления соединены с входами управляемого коммутатора, счетчика и управляемого триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР АЬ 254651, кл. G 01R 25/00, 26.09.68.

2.Патент Швейцарии № 551628, кл. G 01S 9/62 (прототип).

, --т

ПереЗающи,

дающий - I нал, т мгна/

20

2

I

22

25