- •Конспект лекцій Теоретичні основи створення світло і радіовіддалемірної техніки Передмова
- •Історія розвитку віддалемірної техніки
- •Несучі і масштабні частоти
- •Амплітудна модуляція
- •2.Частотна модуляція
- •3.Фазова модуляція
- •Способи вирішення неоднозначності
- •Особливості розповсюдження електромагнітних хвиль
- •Джерела несучих електромагнітних коливань
- •2. Джерела несучих коливань сантиметрового
- •Генератори масштабних частот
- •Модулятори коливань
- •Пристрої для передавання, відбивання і приймання електромагнітних хвиль
- •Фазовимірні пристрої
- •Позначення:
- •Фазовий укх радіовіддалемір Узагальнена схема і взаємодія основних вузлів
- •Приладові поправки віддалемірів та їх облік
- •Визначення постійної приладової поправки “c” в усіх комбінаціях Світловіддалемір ст-5 №15771
- •Обчислення циклічної поправки і побудова графіка
- •Застосування світловіддалеміра ст-5 « Блеск » в полігонометрії
- •Особливості роботи на пунктах
- •Номограма поправок
- •Обчислення кутової нев’язки ходу та порівняння її з допустимим значенням.
- •Додаток
- •Обчислення кутової нев’язки ходу та порівняння її з допустимим значенням.
- •Додаток
Фазовимірні пристрої
Одним з ключових вузлів кожного фазового віддалеміра є фазовимірний пристрій або фазометр. З його допомогою вимірюють різницю фаз між інформаційним, що повернувся з дистанції, і опорним сигналами. За різницею фаз визначають вимірювану віддаль, згідно основної формули:
Безперечно, що головною вимогою для кожного фазометра є забезпечення високої точності вимірювання фазового кута. Наступною вимогою є здатність не реагувати на перешкоди, що поступають з дистанції разом з інформаційним сигналом. Важливо, щоб фазометр був малих розмірів, простим за конструкцією та економічним за споживанням енергії.
Д ля сучасних фазометрів дуже важливо пристосувати їх до використання в схемах, що повністю автоматизують процес. Але де процес вимірювань спрощений, перевагу віддають фазометрам з градуйованим індуктивним фазообертачем і фазовим детектором. Схема проста, надійно захищена від зовнішніх перешкод. Там, де застосовують повну автоматизацію, працюють електронні цифрові фазометри. Це ускладнює всю електронну схему віддалеміра. Більшість їх застосовують у сучасних електронних тахеометрах.
Узагальнена схема фазового світловіддалеміра
Позначення:
Світловий (лазерний) промінь == == == == == == == ==
Електричні канали – – – – – – – – – – – – –>
1 - Джерело випромінювання.
2 - Модулятор оптичного випромінювання.
3, 10 - Передавальна і приймальна оптичні системи.
4 - Гетеродин (допоміжний генератор).
5 - Змішувач .
6 - Кварцовий генератор масштабної частоти.
7 - Лінія ОКЗ.
8 - Змішувач .
9 - Фотоелектронний приймач – ФЕП.
11 - Фазометр.
12 - Призматичний відбивач.
Розглянемо призначення та вимоги до окремих складових сучасного світловіддалеміра. Передатчик забезпечує передачу поляризованого і модульованого світла вузьким пучком на віддалений відбивач. Це завдання вирішується за допомогою таких основних компонентів як: джерело світла, модулятор світла, генератор масштабної частоти та передавальна оптична система. Для підвищення надійності вимірів, приладова поправка постійно контролюється лінією оптичного короткого замикання (ОКЗ). Передавальна оптична система самостійно перемикається з дистанції на лінію ОКЗ. Передатчик має зв’язок з приймачем для проходження опорного (стартового) сигналу на фазометр. Для реалізації низькочастотного методу фазових вимірювань в схемі передбачені гетеродин, що генерує допоміжну частоту , та змішувач ( ).
Основне призначення приймальної частини світловіддалеміра є прийняття з дистанції, або по лінії ОКЗ, оптичного інформаційного сигналу, перетворення його в електричний і виконання фазового порівняння з опорним. Це завдання вирішують: приймальна оптична система, фотоелектронний приймач та фазовимірний пристрій.
В конструкції приймальної та передавальної оптичних систем є багато спільного, тому в сучасних світловіддалемірах їх об’єднують в один блок. Інформаційний сигнал оптичною системою спрямовується на фотоприймач. Він перетворює світлову енергію інформаційного сигналу в електричну. Фотоприймач одночасно є посилювачем і може виконувати функцію змішувача . Інформаційний сигнал масштабної частоти, змішуючись з допоміжною частотою гетеродина, перетворюється на низькочастотний з частотою F, яку мав і опорний сигнал при надходженні у фазометр. Фазометр, як відомо, в сучасних віддалемірах виконує не тільки свою функцію визначення різниці фаз, але виконує попереднє опрацювання серії результатів з винесенням на дисплей (цифрове табло) імовірного значення виміряної віддалі.