SU764461A1 - Optoelectric range finder - Google Patents

Description

На чертеже показан предлагаемый дальномер .The drawing shows the proposed rangefinder.

Дальномер состоит из передающего и приемного трактов. Передающий тракт содержит передающий канал с излучателем 1 и генератором масштабной частоты 2, и передающий объектив 3. Отражатель 4  вл етс  общим элементом трактов. Приемный тракт содержит управлемый онтический коммутатор 5, приемный объектив 6, переменную апертурную диафрагму 7, зеркало 8, два приемных канала и цифровой фазометр. Оптический коммутатор 5 установлен на пересечении оптических осей приемных каналов и представл ет собой двустороннее зеркало пренебрежимо малой толщины. Оно может быть выполнено, например , в виде двух пр моугольных призм, склеенных друг с другом зеркальными гипотеиузными гран ми. 1чаждый приемный канал содержит фотоприемник 9 и 10 - во втором и первом канале соответственно, располол енный в фокусе объектива 6, смесители 11 и 12 и усилители-ограничители 13 и 14. Гетеродин 15 и измеритель уровн  (равенства) сигнала 16  вл ютс  общими дл  обоих приемных каналов. К. выходам приемных каналов подключен цифровой фазометр, содержащий триггер 17 с двум  входами и выходами, управл емый коммутатор 18, блок управлени  19, схемы совпадени  20 и 21, управл емый триггер 22, генератор счетных импульсов 23, делитель частоты импульсов 24 и счетчик 25.The range finder consists of transmitting and receiving paths. The transmission path contains a transmission channel with an emitter 1 and a scale frequency generator 2, and a transmission lens 3. Reflector 4 is a common element of the paths. The receiving path contains a controlled ontic switch 5, a receiving lens 6, a variable aperture diaphragm 7, a mirror 8, two receiving channels and a digital phase meter. The optical switch 5 is installed at the intersection of the optical axes of the receiving channels and is a two-sided mirror of negligible thickness. It can be made, for example, in the form of two rectangular prisms, glued to each other by mirror hypothetical faces. The 1 receive channel each contains a photodetector 9 and 10 in the second and first channels, respectively, located at the focus of the lens 6, mixers 11 and 12, and limit amplifiers 13 and 14. The local oscillator 15 and signal level (equality) of signal 16 are common to both receiving channels. K. The outputs of the receiving channels are connected to a digital phase meter containing a trigger 17 with two inputs and outputs, a controlled switch 18, a control unit 19, a matching circuit 20 and 21, a controlled trigger 22, a counting pulse generator 23, a pulse frequency divider 24 and a counter 25 .

Световой поток от излучател  1, подключенного к генератору 2, направл етс  объективом 3 на отражатель 4, При положении а коммутируемого зеркала 5 световой сигнал с дистанции через объектив 6 и диафрагму 7 направл етс  этим зеркалом на фотоприемник 9, а часть излучаемого светового потока (опорный световой сигнал) направл етс  зеркалами 8 и 5 на фотоприемник 10. В этом случае приемный канал I  вл етс  опорным, а канал И - сигнальным . При положении 6 зеркала 5 световой сигнал с дистанции поступает на фотоприемник 10, а опорный световой сигнал - на фотоприемник 9. В этом случае приемный канал I  вл етс  сигналом, а канал П - опорным. Электрические сигналы с фотоприемников 9 и 10 поступают на смесители 11 и 12, к которым подключен гетеродин 15. Сигнал промежуточной частоты с выходов смесителей И и 12 поступает на измеритель уровн  16 и усилители-ограничители 13 и 14, к выходам которых подключен триггер 17. С выхода а или б триггера 17 импульс, длительность которого пропорциональна фазовому сдвигу между сигналами , через коммутатор 18, управл емый синхронно с зеркалом 5 блоком управлени  19, поступает на схему совпадени  20. Па второй вход схемы 20 через схему совпадени  21 управл емую триггером 22,Luminous flux from radiator 1 connected to generator 2 is directed by lens 3 to reflector 4. When switched mirror 5 is in position a, the light signal from a distance through lens 6 and diaphragm 7 is directed by this mirror to photodetector 9, and part of the emitted light flux (reference the light signal is directed by mirrors 8 and 5 to the photodetector 10. In this case, the receive channel I is the reference one, and the And channel is the signal one. At position 6 of the mirror 5, the light signal from the distance goes to the photodetector 10, and the reference light signal to the photodetector 9. In this case, the receiving channel I is the signal and the channel P is the reference signal. Electrical signals from photodetectors 9 and 10 are fed to mixers 11 and 12, to which the local oscillator 15 is connected. The intermediate frequency signal from the outputs of mixers I and 12 goes to a level meter 16 and limiting amplifiers 13 and 14, to the outputs of which a trigger 17 is connected. the output a or b of the trigger 17 pulse, the duration of which is proportional to the phase shift between the signals, through the switch 18, controlled synchronously with the mirror 5 by the control unit 19, is fed to the coincidence circuit 20. Pa the second input of the circuit 20 through the coincidence circuit 21 controlled trigger 22,

поступают счетные импуЛьСЫ с генератора 23. При подаче управл ющих импульсов с блока 19, первый из которых поступает в начале измерени , а последующие послеcounting impulses come from generator 23. When control pulses are applied from block 19, the first of which comes at the beginning of the measurement, and the subsequent ones after

каждого переключени  коммутатора 18 и зеркала 5, на триггер 22, последний каждый раз открывает схему 21. После прохождени  через схему 21 - счетных импульсов импульс на выходе делител  24 сeach switch of switch 18 and mirror 5, to trigger 22, the latter opens circuit 21 each time. After passing through circuit 21, the counting pulses have a pulse at the output of the divider 24 s

коэффициентом делени  / - переклюJdividing ratio / - switch

чает триггер 22, который закрывает также каждый раз схему 2i. Здесь N - цолноеThis is triggered by trigger 22, which also closes scheme 2i each time. Here N is a holistic

число счетных импульсов, поступающих на схему 20 от генератора 23 с частотой / за посто нное врем  измерени  9; , где т - число рабочих переключений коммутатора 18 н зеркала 5. Гакнм образом,the number of counting pulses arriving at circuit 20 from generator 23 at a frequency / for a constant measurement time of 9; , where t is the number of working switches of the switch 18 n mirrors 5. Gaknm way,

за все врем  в на счетчик 25 поступаетfor all the time in the counter 25 arrives

N -г счетных импульсов, а при всех рабочих положени х а (или б) коммутатора 18N is the counting pulses, and at all working positions a (or b) of the switch 18

,- л т и зеркала 5 - этих импульсов.- lt and mirrors 5 - these impulses.

Здесь т; - длительность имнульса на выходе триггера 17, а 7- период нромежуточной частоты.Here t; - the duration of the pulse at the output of the trigger 17, and 7 is the period of the intermediate frequency.

Следовательно, за все вре.м  измерени Therefore, for all time measurements

на схему совпадени  20 через коммутатор 18 с триггера 17 ноступает одинаковое число импульсов Та (при ноложении а коммутатора 18 и зеркала 5) и TG (ири полол ении б коммутатора 18 и зеркала 5). ПричемThe coincidence circuit 20 through the switch 18 from the trigger 17 receives the same number of pulses Ta (at position a of switch 18 and mirror 5) and TG (and polarization 6 of switch 18 and mirror 5). And

а - д + П l + l .a - d + f l + l.

где Тд - врем  задержки светового сигнала с дистанции относительно опорного светового сигиала;where Td is the delay time of the light signal from a distance relative to the reference light sial;

д + п + i3 + пив-а +   d + n + i3 + piv-a +

-врем  задержки сигнала в приемном канале П;-Time delay signal in the receiving channel P;

- l Je + ia+ м + ер 1 - l Je + ia + m + ep 1

-врем  задержки сигнала в приемиом канале I;-time signal delay in the receiving channel I;

Д Щ D u

- врем  задержки сигнала в блоках 9, 11, 13, 10, 12, 14 соответственно;- signal delay time in blocks 9, 11, 13, 10, 12, 14, respectively;

Тпйр-п - врем  задержки во втором приемном канале, вызванное наразитными световыми и электрическими наводками передающего канала на канал II;Tpir-p - delay time in the second receiving channel, caused by hazardous light and electric pickups of the transmitting channel to channel II;

Тпер-1 - врем  задержки в первом приемном канале, вызванное паразитными световыми н электрическими наводками передающего канала на канал I.Tper-1 is the delay time in the first receiving channel caused by parasitic light and electrical pickups of the transmitting channel to channel I.

тп-1 - врем  задерл :ки сигнала в канале П, вызванное паразитными световыми и электрическими паводками первого канала на второй,TP-1 - time delay: signal ki in channel P, caused by parasitic light and electric floods of the first channel to the second,

Ti-ii - врем  задержки в канале I, вызванное паразитными световыми и электрическими наводками канала II на канал I.Ti-ii is the delay time in channel I caused by parasitic light and electric pickups of channel II to channel I.

При сложении Та и тб (конечный итог измерени  рассто ни ) величины тп и TI, вход щие в Та и Тб с разными знаками, уничтожаютс .With the addition of Ta and TB (the final result of the distance measurement), the values of TP and TI included in Ta and TB with different signs are destroyed.

Таким образом, погрешности, обусловленные неидентнчностыо приемных каналов I и II, взаимными паразитными электрическими и световыми наводками передающим , опорным и сигнальным каналами, в предлагаемом светодальномере исключаютс , что способствует повышению точности измерени . Кроме того, нейтрализаци  паразитного вли ни  этих наводок путем коммутации приемных каналов позвол ет при сохранении точности измерений упростить разв зки в электрических цеп х предлагаемого светодальномера (уменьшить или исключить емкости, индуктивности, резисторы ) сократить количество и размеры его экранов (электрических и световых). Все это содействует уменьшению веса, габаритов и мощности потреблени  по нитанию , что особенно важно дл  искробезонасных (практически не допускающих суммарной емкости всех конденсаторов светодальномера более 10-50 мкф) маркшейдерских малогабаритных светодальпомеров.Thus, the errors due to non-resident receiving channels I and II, mutual parasitic electric and light pickups transmitting, reference and signal channels, are eliminated in the proposed range finder, which contributes to an increase in measurement accuracy. In addition, neutralizing the parasitic effects of these crosstalk by switching receiving channels allows, while maintaining measurement accuracy, to simplify the wiring in the electrical circuits of the proposed distance meter (reduce or eliminate capacitances, inductances, resistors) to reduce the number and size of its screens (electrical and light). All this contributes to reducing the weight, size and power consumption of the yarn, which is especially important for the spark-free (practically not allowing the total capacitance of all the distance range capacitors of more than 10-50 microfarads) of the small-scale light-measuring altitude detectors.

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula I. Электрооптический дальномер, содержащий передающий канал, два приемных канала, включающих по одному фотоприемнику , смесителю и усилителю-ограничителю , гетеродин, цифровой фазометр, зеркало , днафрагму, передающий и приемный объективы, отражатель, причем выходы фотоприемннков соединены через соответствующие смесители с входами соответствующих усилителей-ограничителей, первый и второй выходы гетеродина соединены со вторыми входами смесителей, зеркало оптически, св зано с передающим каналом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены оптический коммутатор, выполненный в виде подвижного двустороннего зеркала, установленного на пересечении оптическихI. Electro-optical range finder, containing a transmitting channel, two receiving channels, including one photodetector, a mixer and an amplifier limiter, a local oscillator, a digital phase meter, a mirror, a bottom ring, a transmitting and receiving lenses, a reflector, and the outputs of the photodetectors are connected through corresponding mixers to the inputs of the corresponding limiting amplifiers, the first and second outputs of the local oscillator are connected to the second inputs of the mixers, the mirror is optically connected to the transmitting channel, characterized in that, in order to increase measurement accuracy; an optical switch, introduced in the form of a movable double-sided mirror installed at the intersection of optical осей приемных каналов с возможностью поочередного изменени  их функций, между смесител ми введен измеритель уровн  сигналов, зеркало оптически св зано с приемными каналами, а привод оптического коммутатора подключен к выходу блока управлепи  цифрового фазометра.axes of receiving channels with the possibility of alternately changing their functions, a signal level meter was inserted between the mixers, a mirror was optically connected to the receiving channels, and the optical switch drive was connected to the output of the digital phase meter control unit. 2. Электрооптический дальномер по п. 1, отличающийс  тем, что цифровой фазометр выполнен в виде триггера, входы которого соединены с выходами соответствующих усилителей-ограничителей, первый и второй выходы соединены с первым и вторым входами управл емого коммутатора, выход которого через первую схему совпадени  соединен со счетчиком, генератор счетных и.мпульсов соединен с входом второй схемы совпадени , выход которой соединен со вторым входом первой схемы совпадени  и входом делител  частоты счетпых импульсов, выход которого через шравл емый триггер соединен со вторым входом второй схемы совпадени , выходы блока управлени  соединены с входами управл емого коммутатора, счетчика и управл емого триггера.2. The electro-optical range finder according to claim 1, characterized in that the digital phase meter is designed as a trigger, the inputs of which are connected to the outputs of the respective limiting amplifiers, the first and second outputs are connected to the first and second inputs of the controlled switch, the output of which through the first coincidence circuit connected to the counter, the counting pulse generator is connected to the input of the second coincidence circuit, the output of which is connected to the second input of the first coincidence circuit and the input of the frequency counter of the pulse, the output of which is through an engraved trigger is connected to the second input of the second coincidence circuit, the outputs of the control unit are connected to the inputs of the controlled switch, the counter and the controlled trigger. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1.Авторское свидетельство СССР АЬ 254651, кл. G 01R 25/00, 26.09.68.1. Authors certificate of the USSR, AB 254651, cl. G 01R 25/00, 09/26/68. 2.Патент Швейцарии № 551628, кл. G 01S 9/62 (прототип).2. The patent of Switzerland No. 551628, cl. G 01S 9/62 (prototype). , --т, - t ПереЗающи, CREATING дающий - I нал, т мгна/giving - I cash, tons mh / 20  20 22 II 2222 25 25