Устройство для измерения расстояний Советский патент 1981 года по МПК G01C3/00 G01C3/08 G01S9/62 

1

Изобретение относится к области высокоточных геодезических средств для измерения расстоянии, находящих нрименение в частности в маркшейдерии и при строительстве крупных инженерных сооружений.

По основному авт. св. № 586701 известно устройство для измерения расстояний, -содержащее генератор масштабных частот, излучатель, коммутатор измерительного и опорного каналов, фотоприемник и цифровой фазометр, в котором генератор счетных импульсов подключен через ключ, открываемый триггером, соединенным по входу со схемами совпадения. Входь зтих схем совпадения соединены с усилителем-формирователем и генераторами управляющгх импульсов 1.

Такое устройство позволяет измерять сравнительно малые расстояния с высокой точностью, но дальность его действия в условиях запьшенной атмосферы оказывается ограниченной.

Цель изобретения - увеличение дальности действия.

Это достигается тем, что в устройство введен между генератором масштабных частот и

излучателем электронный ключ, управляющий вход которого подключен к дополнительному выходу генератора управляющих импульсов.

Такое включение позволяет обеспечить такой режим работы излучателю, при котором при неизменной средней мощности полупроводниковый излучатель испускает на дистанцию световые пакеты повышенной скорости.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства, на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие

10 работу схемы.

Устройство содержит генератор 1 масштабных частот, электронный ключ 2, излучатель 3, отражатель 4, расщепитель 5, фотоприемник 6, коммутатор 7 измерительного и контрольного

15 каналов, гетеродин 8, цифровой фазометр 9, состоящий из формирователя 10 импульсов, схем 11 и 12 совпадения, генератора 13 управляющих импульсов, триггера 14, ключа 15, генератора 16 счетных импульсов, счетчика

20 17 числа импульсов и цифрового индикатора 18.

Генератор 1 масштабных частот вырабатывает высокочастотное колебание, которое поступает яа электронный ключ 2. Электронный ключ отпирается импульсами U|, поступающими с генератора 13,. который расположен в фазометре 9, С Bbixopa ключа пакеты напряжений масштабной частоты Uj подаются на юлучатель 3 и модулируют его излучение. Длительность пакетов в несколько раз меньше полупериода коммутации. Модулированный световой поток поступает на расшйпитель 5 и через него на отражатель 4. От отражателя измерительный сигнал направляется на фотоприемник 6 через коммутатор 7. Через тот же коммутатор на фотоприемник попадает контрольный сигнал от расщепителя 5. Таким образом на фотоприемник поочередно с низкой частотой УЗ пропускаются измерительный U или контрольный U сигналы Подача напряжения Ug для срабатывания коммутатора осуществляется от генератора 13 управляющих импульсов. С гетеродина 8 на фотоприемни 6 подается напряжение гетеродинной частоты. На выходе фотоприемиика выделяются пакеты напряжений и и и, несущих измерительную и контрольную фазы. В связи с различной длиной оптического пути прохождения измерительного и контрольного сигналов, пакеты напряжений U и и сдвинуты по фазе для моментов перехода через нуль мгновенных значеннй сравниваемых колебаний на величину 4 «f +2E;m, где fy - искомая разность фаз; m - целое число фазовых циклов. Пакеты сигналов М и u5 поступают в цифровой фазометр 9, на входе которого имеется формирователь 10. Формирователь 10 представляет собой нуль-орган, действие которого сводится к генерированию импульсов с короткими фроита ми в моменты прохождения мгновенных значени напряжений U через нуль. Продифференцированные импульсы U с выхода формирователя поступают на две схемы 11 и 12 совпадения. Схем совпадения срабатывают поочередно от генератор 13. На второй вход схемы 11 совпадения подается импульс UU. Импульс присутствует на входе схемы 11 совпадения в интервале времени, в течение которого на первом входе той же схемы 11 совпадения имеет место пакет импульсов Цр задаваемых световым сшналом, прюледашм с ;шстанции. Начало импульса U приходится на сереД)шу импульса t4f. На второй вход схемы 12 совпадения подаетСи импульс 1%, действующий уже в интервале ремени, в течение которого на схему совпадеия приходит пакет ивлпульсов U, задаваемых ветовым сигналом, пришедшим с контрольного анала.. За время действия импульса U через схему 11 совпадения пройдет пакет импульсов Ug, за ремя действия импульса Uj через схему 12 овпадения пройдет пакет импульсов Up. Первый импульс из пакета Ug переключит триггер 14 и положит начало импульсу U. , а первый им- пульс из пакета U снова переключит триггер 14 и закончит импульс Ц. Импульс U,|, отпирает ключ 15, который пропускает от генератора 16 счетных импульсов определенное число импульсов Ujj. Количество импульсов N в последовательности определяется выражением п Пу , где m - целое число; N - количество счетных импульсов, сумма периодов повторения: которых равна одному периоду колебания промежуточной частоты; Т - период колебания промежуточной частоты;Т - период следования счетных импульсов; п - число счетных импульсов, пропорциональныхVx(,). Последовательность-импульсов N поступает на счетчик 17. Так как емкость счетчика равна N), то он производит пересчет числа импульсов mNi и в момент остановки запомнит только число импульсов п. Со счетчиком 17 связан шиЬровой индикатор 18, на котором отображается разность фаз Су в дискретной цифровой форме. Формула изобретения Устройство для измерения расстояннй по авт. св. N 586701, отличающееся тем, что, с целью увеличения дальности действия, в него введен между генератором масштабных частот и излучателем электронный ключ, управляющнй вход которого подключен к дополнительному выходу генератора управляющих импульсов. Источники информации, принятые во виимание при зкспертизе 1. Авторское свидетельство СССР NS 586701, кл. G 01 С 3/00, 1976.

иг.1