SU1303823A1 - Device for determining increment of refraction angle - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к геодезическому приборостроению и позвол ет повысить точность измерений. После преобразовани  -светового пучка датчика 6 угловых перемещений (УП) электрический сигнал на его выходе, пропорциональный угловому положению пришедшего светового пучка, подаетс  на блок 5 обработки в котором усредн ютс  во времени высокочастотные колебани  выходного сигнала и получаетс  сигнал, пропорциональный среднему положению светового пучка на выходе датчика 6 УП. Устройство регистрирует отклонени  светового пучка, обусловленные регул рной рефракцией и деформацией основани  11, на котором установлены регулируемое основание 7 и источ ник 1. Дл  расширени  динамического диапазона измер емых углов деформации производ т поворот отражател  7 на угол так, чтобы луч попадал в зону чувствительности датчика 6 УП светового пучка. Приращение углов рефракции производ т изменением положени  луча с помощью узла 3 компенсации и компенсатор а 2. 1 ил. § (ЛThe invention relates to geodetic instrumentation and improves the accuracy of measurements. After converting the α-light beam of the angular displacement sensor (UE), an electrical signal at its output proportional to the angular position of the incoming light beam is fed to the processing unit 5 in which the time-averaged high-frequency oscillations of the output signal and a signal is obtained that is proportional to the average position of the light beam sensor output 6 UE. The device records the deviations of the light beam caused by regular refraction and deformation of the base 11, on which the adjustable base 7 and the source 1 are mounted. To broaden the dynamic range of the measured strain angles, the reflector 7 is rotated by an angle so that the beam falls into the sensing zone of the sensor 6 UE light beam. The increment of the refraction angles is made by changing the position of the beam using the compensation unit 3 and the compensator a 2. 1 sludge. § (L

Description

Изобретение относитс  к геодезическому приборостроению, в частности к устройствам дл  определени  вли ни  внешних условий на результаты геодезических измерений.The invention relates to geodetic instrumentation, in particular, to devices for determining the influence of external conditions on the results of geodetic measurements.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и расширение диапазона измерений.The aim of the invention is to improve the accuracy and the expansion of the measurement range.

На чертеже изображена функционгшь на  блок-схема предложенного устройства .The drawing shows the functionality of the block diagram of the proposed device.

Устройство содержит излучатель 1 (например, лазер), компенсатор 2, первый 3 и второй 4 узлы компенсации углового отклонени , блок 5 обработки , датчик 6 углового положени  светового пучка, отражатель 7, регулируемое основание 8, первый 9 и второй . 10 датчики угловых перемещений. Источник 1 излучени , компенсатор 2, отражатель 7 и датчик 6 углового положени  светового пучка св заны оптически , отражатель 7 жестко закреплен на регулируемом основании 8, которое св зано с деформирующимс  основанием П, на котором также устанолен излучатель 1, первый выход первого узла 3 компенсадии св зан с компесатором 2 , второй выход и выход второ- го узла 4 компенсации св заны соответственно с первым и вторым вxoдa ш блока 5 обработки, первый выход которого соединен с входом первого узлаThe device comprises an emitter 1 (for example, a laser), a compensator 2, the first 3 and second 4 nodes of the angular deviation compensation, the processing unit 5, the sensor 6 of the angular position of the light beam, the reflector 7, the adjustable base 8, the first 9 and the second. 10 sensors of angular movements. The radiation source 1, the compensator 2, the reflector 7 and the sensor 6 of the angular position of the light beam are connected optically, the reflector 7 is rigidly fixed to the adjustable base 8, which is connected to the deformable base P, on which the emitter 1 is also mounted, the first output of the first compensating node 3 connected to the combinator 2, the second output and the output of the second compensation unit 4 are connected respectively to the first and second inputs of the processing unit 5, the first output of which is connected to the input of the first node

3компенсации. Первый вход блока 5 обработки св зан с выходом датчика 6 углового положени  светового пучка, регулируемое основание 8 кинематически св зано с вторым датчиком 10 угловых перемещений. выход которого электрически св зан с четвертым входом блока 5 обработки, второй выход которого св зан с входом второго узл3 compensation. The first input of the processing unit 5 is associated with the output of the sensor 6 of the angular position of the light beam, the adjustable base 8 is kinematically connected with the second sensor 10 of the angular displacements. the output of which is electrically connected to the fourth input of the processing unit 5, the second output of which is connected to the input of the second node

4компенсации. I4 compensation. I

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При распространении светового пучка в атмосфере регул рна  и случайна  составл ю1и 1е рефракции привод т к перемещению светового п тна в плоскости датчика углового положени  светового пучка. После преобразовани  светового пучка в датчике 6 угловых перемещений электрический сигнал на его выходе, пропорциональный угло вому положению прищедшего свотовот о пучка, подаетс  на блок 5 обработки, в котором усредн ютс  по времени высокочастотные колеба}(и  вь ход)€огоWhen the light beam propagates in the atmosphere, a regular and random composition of refraction leads to the movement of the light spot in the plane of the angular position sensor of the light beam. After converting the light beam in the angular displacement sensor 6, an electrical signal at its output, proportional to the angular position of the detected beam, is fed to the processing unit 5, in which the high-frequency oscillations are averaged over time

00

5five

00

rere

сигнала, и на выходе по.иучгг .- гс  i:nr- нал, пропориис)на.г1ьный среднс-м;.- IK-.;IO- жению световогг) пучка на вкол.е датчика 6 угловых перемещений.signal, and at the output of the focal point. - gs i: nr - nal, proporis) ng1y ny average;; - IK -; Io - zheniyu svetovog) beam on vkol.e sensor 6 angular displacements.

При деформат1,ии основани  11, т.е. при изменении положени  отражател  7 относительно излучател  1, луч, приход щий на отражатель 7, отклорштс  на угол, равный удвоенному значению угла поворота отражател  7, т.е. на выходе датчика 6 углового положени  светового пучка по витс  сигнал, пропорциональный углу, равному углу рефракции в промежутке излучатель - отражатель 7 - датчик 6 углового положени  световог о пучка и удвоенному углу поворота отражател  7, так как угол поворота луча после отражател  7 относительно луча до отражател  7 равен удвоенному значению угла поворота отражател  7 при его вращении.With deformat 1, base 11, i.e. when changing the position of the reflector 7 relative to the radiator 1, the beam arriving at the reflector 7, deflecting by an angle equal to twice the angle of rotation of the reflector 7, i.e. at the output of the sensor 6 of the angular position of the light beam, a signal is proportional to the angle equal to the refraction angle in the gap reflector 7 is equal to twice the value of the angle of rotation of the reflector 7 during its rotation.

Измерение приращени  угла рефракции при этом производитс  следующим образом.The measurement of the increment of the angle of refraction is hereby performed as follows.

Из суммарного угла, равного углу рефракции и удвоенному значению угла поворота з.еркала {из-за деформации основани ) вычитаетс  удвоенное значение угла поворота отражател  7. С этой целью с помоп1ью датчиков 9 и 10 измер ютс  углы положе ш  излучател  и отра ;ате- л  относите:п но горизонта, разность которых получаетс  в блоке 5 обработки . Дл  расширени  динамического 5 диапазона измер емых углов деформации при сохранении точности измерени  производ т поворот отражател  в направлении, противоположном деформации на такой угол, чтобы отраженный от отражател  7 луч попадал в зону чувствительности датчика 6 углового положени  светового пучка. Аналогично дл  расширени  динамического диапазона измер емых приращений углов рефракции при сохранении требуемой точности измерени  изменение положе П1  луча, падающего на отражатель 7, производ т с помощью первого узла 3 компенсации и компенсатора 2. Сигналы с выходов первого и BTOpoi o узлов компенсации поступают на входа блока 5 обработки, регистрирующего соответствующее значение приращени  угла рефракции.The total angle of rotation of the mirror 7 is subtracted from the total angle equal to the angle of refraction and the double value of the angle of rotation of the mirror. {For this purpose, the angles of the radiator and reflector are measured using sensors 9 and 10; l relate: to the horizon, the difference of which is obtained in block 5 processing. In order to expand the dynamic 5 range of measured deformation angles while maintaining the measurement accuracy, the reflector is rotated in the direction opposite to the deformation by such an angle that the beam reflected from the reflector 7 falls into the sensitivity zone of the sensor 6 of the angular position of the light beam. Similarly, to expand the dynamic range of the measured increments of the refraction angles while maintaining the required measurement accuracy, a change in the position P1 of the beam incident on the reflector 7 is performed using the first compensation node 3 and compensator 2. The signals from the outputs of the first and BTOpoi o compensation nodes are input to the block 5 processing, recording the corresponding value of the increment of the angle of refraction.

00

00

4545

5050

ФорFore

V л аV l and

и 3 о б р еand 3 about b e

е н и  e ni

Устройство дл  опре11елени  приращений угла рефракции, содержащееA device for determining the increments of the refraction angle, containing

31303130

ycTaHOHjieiutijie на дефорь)ир ющем(:  основании регулируемое основание и по-: следовательно расположеннь1е излучатель , компенсатор и датчик углового положени  светового пучка, св занный - выходом с первым входом блока обработки , и первый узел компенсации, св занный первым выходом с компенсатором , соответственно с первым выходом и вторым входой блока обработки, отличаккщеес  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазона измерений, оно снабжено отражателем, установленным послеycTaHOHjieiutijie on deforming (:: base adjustable base and: consequently located emitter, compensator and angular position sensor of the light beam, connected - with the output to the first input of the processing unit, and the first compensation unit connected to the first output with the compensator, respectively with the first output and the second input of the processing unit, which is distinguished by the fact that, in order to increase accuracy and expand the measurement range, it is equipped with a reflector installed after

Редактор Т.КепемешEditor T.Kepemesh

Составитель В.Са-рахановCompiled by V.Sa-rakhanov

Техред Н.Глущеико Корректор, Л.ПилипенкоTehred N.Gluscheiko Proofreader, L.Pilipenko

Заказ 1295/39 Тираж 678ПодписноеOrder 1295/39 Circulation 678 Subscription

ВНИИШ- Государственного комитета СССРVNIISH- USSR State Committee

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

.Производстпенно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , А.Production and printing company, Uzhgorod, st. Design, And

234234

компенсатора и жестко св занным с регулируемым основанием вторым узлом компенсации, кинематически св занным с регулируемым основанием, первым и вторым датчиками угловых перемещений , кинематически св заннглми соответственно с излучателем и регулируемым основанием, выходы первого и второго датчиков угловых перемещений св заны соответственно с п тым и четвертым входами блока обработки, третий вход и второй выход которого св заны соответственно с выходом и входом второго узла компенсации.a compensator and a second compensation unit rigidly connected with the adjustable base, kinematically connected with the adjustable base, the first and second angular displacement sensors, kinematically connected with the radiator and the adjustable base, the outputs of the first and second angular displacement sensors are connected respectively with the fifth and the fourth inputs of the processing unit, the third input and the second output of which are connected respectively with the output and the input of the second compensation unit.

Claims (1)

Ф о р м у л а изобретенияClaim Устройство для определения приращений угла рефракции, содержащее установленные на деформирующемся основании регулируемое основание и последовательно расположенные излучатель, компенсатор и датчик углового положения светового пучка, связанный ’ 5 выходом с первым входом блока обработки, и первый узел компенсации, связанный первым выходом с компенсатором, соответственно с первым выходом и вторым входом блока обработки, 10 отличакгщееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, оно снабжено отражателем, установленным после компенсатора и жестко связанным с регулируемым основанием вторым узлом компенсации, кинематически связанным с регулируемым основанием, первым и вторым датчиками угловых перемещений, кинематически связанными соответ ственно с излучателем и регулируемым основанием, выходы первого и второго датчиков угловых перемещений связаны соответственно с пятым и четвертым входами блока обработки, третий вход и второй выход которого связаны соответственно с выходом и входом второго узла компенсации.A device for determining increments of the angle of refraction, comprising an adjustable base mounted on a deformable base and sequentially arranged emitter, a compensator and a sensor for the angular position of the light beam connected to the 5th output with the first input of the processing unit, and the first compensation node connected to the first output with the compensator, respectively the first output and the second input of the processing unit, 10 characterized in that, in order to improve accuracy and expand the measurement range, it is equipped with a reflector, after the compensator and rigidly connected with the second base of the compensation node, kinematically connected with the adjustable base, the first and second angular displacement sensors, kinematically connected respectively with the emitter and the adjustable base, the outputs of the first and second angular displacement sensors are connected with the fifth and fourth inputs, respectively a processing unit, the third input and the second output of which are connected respectively with the output and input of the second compensation node.