Далекомір

Далекомір, що включає імпульсний випромінювач з формуючою системою, приймач із підсилювачем та послідовно з'єднувані формувач опорного сигналу, схема збігу, генератор рахункових імпульсів, часовий селектор рахункових імпульсів, лічильник рахункових імпульсів, деши фратор, цифровий дисплей, формувач вимірюваного сигналу, вхід якого з'єднаний з підсилювачем, а вихід - з другим входом схеми збігу, вихід якої з'єднаний з другим входом часового селектора рахункових імпульсів, який відрізняється тим, що в нього введені суматор та послідовно з'єднані генератор ноніусних імпульсів, часовий селектор ноніусних імпульсів і лічильник ноніусних імпульсів, вихід якого з'єднаний із другим входом суматора, крім того, в нього введена додаткова схема збігу, перший вхід якої зв'язаний з виходом формувача вимірюваного сигналу, другий вхід - з ви ходом генератора рахункових імпульсів, а вихід - з другим входом часового селектора ноніусних імпульсів. Винахід належить до галузі навігаційногеодезичних засобів. Відомі імпульсні далекоміри мають суттєві недоліки з точки зору точності вимірювання відстаней, оскільки вона обмежена часовою ціною єдиного імпульсу. Наприклад, при швидкості випромінювання С=300000км/с і похибки вимірювання відстані Dd=0,3м необхідно мати ціну єдиного імпульсу Dt@10-9c (1мс) [1, 2, 3]. В якості аналогу, прийнятого за прототип, слід використовува ти технічне рішення далекоміра, яке описано в [1]. Даний далекомір включає з формуючою оптичною системою імпульсний випромінювач, приймач із підсилювачем та послідовно з'єднані формувач опорного рахункового сигналу, схему збіжності, генератор рахункових імпульсів, часовий селектор рахункових імпульсів, лічильник цих імпульсів, дешифратор, цифровій дисплей. Формувач вказаного далекоміра з'єднаний першим входом з підсилювачем, а виходом приєднаний з другим входом схеми збігу, вихід якої з'єднаний з другим входом часового селектору рахункових імпульсів. З метою виключення вказаного недоліку запропонований далекомір, який включає введені суматор та послідовно приєднані генератор ноніусних імпульсів, часовий селектор ноніусних імпульсів, вихід якого приєднаний із другим входом сумутора. Крім того, в цьому далекомірі введена додаткова схема збігу, перший вхід якої з'єднаний з виходом формувача вимірюваного сигналу, другий вхід її з'єднаний з виходом генератора рахункових імпульсів, а вихід її приєднаний з другим входом часового селектору ноніусних імпульсів. Даний підхід побудови далекоміра ніколи не описувався, отже є новим. На Фіг.1 приведена структурно-функціональна схема пропонованого далекоміра. На ній далекомір містить: 1. імпульсній випромінювач, наприклад лазер; 2. напівпрозоре дзеркало; 3. дзеркало; 4. формувач опорного сигналу; 5. генератор рахункових імпульсів; 6. схему збігу, наприклад R-S тригер; 7. часовий селектор рахункових імпульсів; (19) UA (11) 84973 (13) (21) a200703268 (22) 27.03.2007 (24) 10.12.2008 (46) 10.12.2008, Бюл.№ 23, 2008 р. (72) ПАРНЯКОВ ЄВГЕН СЕРАФИМОВИЧ, U A, ПАРНЯКОВ ОЛЕКСІЙ СЕРГІЙОВИЧ, UA (73) ЧЕРНІГІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ІНСТИТУТ ЕКОНОМІКИ І УПРАВЛІННЯ, UA (56) Костецкая Я.М. Свето- и радиодальномеры. Львов: ВШ,1986, - С. 264. SU, a.c.№1152349, G01C 3/08, публ. 23.11.1990. SU, а.с.№1448198, G01C 3/00, публ. 30.12.1988. SU, а.с. №1376051, G01S 17/08, G01C 3/00, публ. 23.02.1988. BY, патент № 6263, G01C 3/08, публ. 30.06.2004. RU, патент №2228517, G01C 3/08, публ. 10.05.2004. BY, патент №4604, G01C 3/08, G01S 17/10, публ. 30.09.2002. C2 1 3 84973 8. лічильник рахункових імпульсів; 9. формувач вимірюваного сигналу; 10. генератор ноніусних імпульсів; 11. додаткову схема збігу; 12. часовий селектор ноніусних імпульсів; 13. лічильник ноніусних імпульсів; 14. сумутор; 15. дешифратор; 16. цифровий дисплей; 17. фотоприймач із підсилювачем; 18. відбивач, наприклад трипель-призма БкР180°. Відбивач 18 (Фіг.1) встановлений на об'єкті, до якого вимірюють відстань. Імпульсний випромінювач 1 крізь формуючу оптичну систему посилає імпульсний потік випромінювання (або імпульси) на відбивач 18. Одночасно з цим той самий перший сигнал посилається на формуючу оптичну систему на фотоприймач із підсилювачем, який відпрацьовує цей сигнал і посилає відповідний сигнал в формувач опорного сигналу 4. Той в свою чергу запускає генератор рахункових імпульсів 5. Одночасно з цим з формувача опорного сигналу 4 сигнал поступає на перший вхід схеми збігу 6. Вихід цієї схеми з'єднаний з другим входом часового селектора рахункових імпульсів 7, перший вхід якого зв'язаний з виходом генератора рахункових імпульсів 5. Вихід часового селектору рахункових імпульсів 8, вихід якого, в свою чергу, з'єднаний з першим входом суматора 14. Блоки 15, 16 послідовно з'єднані між собою. Формуюча оптична система включає напівпрозоре дзеркало 2, дзеркала 3 та оптичну під систему, яка формує паралельний пучок випромінювання з імпульсного випромінювача 1 (на схемі Фіг.1 умовно не показане супроводжування цієї схеми). Відбивач 18, падаючий на нього надісланий потік випромінювання, відбиває крізь формуючу оптичну систему на фотоприймач із підсилювачем 17.Цей другий відбитий сигнал перетворений фотоприймачем з підсилювачем 17 і формувачем вимірюваного сигналу 9 в відповідний електронний сигнал запускає генератор ноніусних імпульсів 10. Одночасно той же сигнал надходить на другий вхід схеми збігу 6. Вихід генератора ноніусних імпульсів 10 з'єднаний з першим входом часового селектору ноніусних імпульсів 12, другий вхід якого зв'язаний з виходом додаткової схеми збігу 11, перший вхід якої, в свою чергу, з'єднаний з виходом блока 9, а другий вхід з'єднаний з виходом блока 5. Вихід часового селектора з'єднаний з входом лічильника ноніусних імпульсів 13, вихід якого зв'язаний з другим входом сумутора 14. За допомогою формувача 4, який формує опорний рахунковий сигнал, відповідно формується початок вимірюваного інтервалу часу. Формувач 9 формує, в свою чергу, і імпульс закінчення зчитування вказаного інтервалу вимірюваного часу. За допомогою блоків 6 та 11 формуються два стробіруючн х імпульси. Часові селектори 7 і 12 відкриваються відповідними цілими стробіруючими імпульсами на сумарний інтервал часу вимірюваного інтервалу, тобто сумарна кількість рахункових і похідних імпульсів. Лічильники 8 і 13 реєструють кількість ноніус них імпульсів відповідно. 4 На Фіг.2 показана схема далекоміра, включаюча два роздільних фотоприймача. Ця схема потребує додаткового погодження як за характеристиками, так і за параметрами двох фотоприймачів 17 для забезпечення їх однаковості. Однак в цієї схемі присутні менші втрати потоку випромінювання. Вказані ці схеми можуть бути однаково реалізовані на практиці. Надісланий потік випромінювання крізь формуючу оптичну систему падає на фотоприймач 17 і формується перший так званий опорний електричний сигнал 19, який запускає генератор рахункових імпульсів. Відбитий потік випромінювання від відбивача 18 падає також на фотоприймач 17 і формується другий так званий вимірювальний електричний сигнал (Фіг.3) 20. Момент часу збігу відповідних рахункового 21 і ноніусного 22 імпульсів здійснює додаткова схема збігу. Далі рахуються кількість рахункових імпульсів N0 i кількість ноніусних імпульсів nн. С умутор сумує їх як Na+nн. Із урахування коефіцієнта ноніусної редукції відстань до відбивача 18 обчисляють як C D = [N0Tc 4 + nнTн ] , 2 де С - швидкість потоку випромінювань, N0 - кількість рахункових імпульсів, nн - кількість ноніусних імпульсів, Тс4 - період проходження рахункових імпульсів, Тн - період проходження ноніусних імпульсів, Період проходження ноніусних імпульсів T Tн= с 4 , де k - коефіцієнт ноніусної редукції. k 100 - 98 2 1 = = Наприклад, 1/ k = , коли на 100 100 50 кількість рахункових імпульсів, рівна 100, визначає кількість ноніусних імпульсів, рівних 98, тобто k=50. 3а рахунок присутності цього коефіцієнту ноніусної редукції точність вимірювання відстані збільшується в k/2 раз. В відомих імпульсних далекомірах присутній тільки лічильник рахункових імпульсів і фіксується тільки N0 імпульсів. В цьому випадку вимірювальний інтервал часу Dtx дорівнює як 1 (N0Tc 4 + d ) , а відстань як 2 C = CD= D tx (N0Tc 4 + d) , d - похибка дискретності 2 рахункових імпульсів. Для зменшення цієї похибки використовують введені суматор та послідовно приєднаний генератор ноніусних імпульсів, часовий селектор ноніусних імпульсів, лічильник ноніусних імпульсів, вихід якого приєднаний із другим входом суматора. Крім того в пропонуємому далекомірі введена додаткова схема збігу, перший вхід якої пов'язаний з виходом генератора рахункових імпульсів, а її ви хід приєднаний до другого входу часового селектора ноніусних імпульсів. Як визначено раніше, в запропонованому далекомірі за рахунок вимірювання ноніусних імпульсів неузгодження точності вимірювання відстаDt= x 5 84973 ней підвищується в порівнянні з точністю існуючих імпульсних далекомірів. Перелік використаної літератури: 1. Костецкая Я.М. Свето- и радиодальномеры, - Львов, ВШ,1986, - 264 с. Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 2. Камен X. Электронные способы измерений в гиодезии. пер.с нем.- М.: Надра, 1982, - 344 с. 3. Кондрашков А.В. Электрооптические и радиогеодезические измерения, - М.: Надра, 1972, 344с. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601