Лазерний далекомір

Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути використаний для вимірювання відстані в геодезії, машинобудуванні, будівництві. Відомий пристрій для вимірювання відстані, що містить позиційно-чутливий детектор (Японія, кл.GO1C3/06, замовлення №3-34005), в якому оптичні імпульси випромінюються світлодіодом у напрямку об'єктива. Світло, відбите від об'єкту, утворює зображення на поверхні позиційно чутливого детектора, що міститься на визначеній відстані від світлодіода. Фотоструми, що знімаються з електродів детектора підсилюються логарифмічними підсилювачами відповідно. Різниця вихідних сигналів підсилювачів підсилюється диференціальним підсилювачем і тим самим проводиться вимірювання відстані до об'єкта. До підсилювачів у якості зворотнього зв'язку підключені схема. Кожна з цих схем має управляючий код і виконує функцію фіксації вихідного струму, що відповідає вхідному сигналу, який має місце у момент подачі сигналу управління на вказаний управляючий вхід на протязі періоду сигналу управління. За допомогою схеми синхронізації сигнал управління подається на управляючі входи схем одночасно з формуванням світлових імпульсів. Відстань до об'єкту визначається за допомогою підсилювача на періоді подачі сигналу управління. Недоліком вказаної системи є невисока точність за рахунок розкиду значень темнових струмів комірок сенсорів для детектування зображень і низька швидкодія роботи, що обмежує діапазон вимірювань. Найбільш близьким технічним рішенням з відомих є безконтактний пристрій для вимірювання зміщення (Японія (JP) МКІ G01С3/06. Замовлення №3-38526), який містить лазер, який формує вимірювальний промінь; вузол, що направляє промінь на вимірювальний об'єкт, сенсор, який реєструє на приймальній поверхні лінійне зміщення світлової плями, отриманої фокусуванням за допомогою лінзи, світла, відбитого і розсіяного об'єктом у точці. Перед приймальною поверхнею сенсора розміщено оптичний фільтр, який має таке розподілення коефіцієнта пропускання, яке дозволяє корегувати похибку інтенсивності, що виникає через місцезнаходження світлової плями. Недоліком даного пристрою є невисока точність вимірювань в широкому діапазоні зумовлена нелінійністю вихідної характеристики. В основу винаходу поставлена задача створення лазерного далекоміра, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків між ними досягається можливість вимірювання відстані з високою точністю в широкому діапазоні за рахунок блока фоконів з різними оптичними характеристиками. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій містить лазер, послідовно зв'язані оптичний фільтр, лінзу і сенсор (виконаний як багатоелементний фотоприймальний пристрій), в нього введені блок фоконів, оптичний вхід якого зв'язаний з виходом лінзи, а вихід зв'язаний з входом сенсора, обчислювальний пристрій, вхід якого зв'язаний з виходом сенсора та кроковий двигун для керування блоком фоконів, вхід якого зв'язаний з виходом обчислювального пристрою. У запропонованому пристрої отримано результат вимірювання шляхом знаходження координат положення світлової плями через обчислення максиму інтенсивності та розширення діапазону вимірювань відстані шляхом введення набору фоконів з різними оптичними характеристиками. Структурну схему пристрою представлено на фіг.1. Структурн у схему блоку фоконів представлено на фіг.2. Пристрій містить послідовно розташовані та оптично з'єднані лазер 1, оптичний фільтр 3, лінзу 4, оптичний вхід якої зв'язано з виходом оптичного фільтра 3, блок фоконів 5 з роздільними оптичними входами та спільним оптичним виходом, вхід якого зв'язано з виходом лінзи 4, сенсор 6, вхід якого зв'язаний з виходом блоку фоконів 5, обчислювальний пристрій 7, вхід якого зв'язаний з виходом сенсора 6 та кроковий двигун 8 для керування блоком фоконів 5, вхід якого зв'язаний з виходом обчислювального пристрою 7. Пристрій працює наступним чином. Промінь світла потрапляє від лазера 1 на поверхню об'єкта вимірювань 2, відбивається від неї і скрізь фільтр 3 надходить на лінзу 4, яка фокусує промінь і направляє його на блок фоконів 5, що мають роздільні оптичні входи та спільний оптичний вихід, зв'язаний з сенсором 6. В залежності від відстані до об'єкту вимірювань 2, світлова пляма на поверхні сенсора 6 прийматиме різне положення. Якщо на сенсорі 6 внаслідок зміни відстані до об'єкту вимірювань 2 світлова пляма не буде фіксуватися, кроковий двигун для керування блоком фоконів 7 зробить активним наступний фокон. Відстань до об'єкта визначаютьпо місцезнаходженню максимуму світлової плями на сенсорі 6 за допомогою обчислювального пристрою 7.