Светопроекционный дальномер

 

Изобретение относится к измерительной технике в геодезии.может быть использовано для измерения расстояния бесконтактньм. способом и . позволяет повысить, точность измерения , и расширить эксплуатационные возможности прибора путем обеспече- . НИН возможности работы при освещенностях объектов до 500 лк. Для этогома ;ка в проекционной ветви выполнена в виде темного штриха на светлом фоне, в приемную ветвь введены микрообъектин и диафрагма с измерительной щелью шириной 0,1-0,15 ширины марки, а узел измерения перемещения каретки выполнен в виде усилителя формирователя 29, двух последовательно соединенных триггеров 30 и 31, электронного ключа 27, блока управления 32, преобразователя линейного перемещения каретки в электрические импульсы и цифрового устройства 28, соединен (Л ных между собой и с другими узлами устройства. 3 ил. f ,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А

<5114 С 01 С 3/08

ТЕНИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3619304/24-10 (22) 11.07.83 (46) 23.12.85. Бюл. ¹ 47 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (72) И.А. Грейм и Г.В. Карпова (53) 528.517(088.8) (56) Грейм И.А. Оптические дальномеры и высотомеры геометрического типа.

И.: Недра, 1971, с. 151.

Авторское свидетельство СССР №- 191152, кл. 6 01 .С 3/00, 15.03.67. (54) СВЕТОПРОЕКЦИОННЫЙ ДАЛЬНОМЕР (57) Изобретение относится к измерительной технике в геодезии может быть использовано для измерения расстояния бесконтактным. способом и позволяет повысить точность измерения и расширить эксплуатационные возможности прибора путем обеспече- . ния воэможности работы при освещен носхях объектов до 500 лк. Для этого мар: ка в проекционной ветви выполнена в виде темного штриха на светлом фоне, в приемную ветвь введены микрообъек- тив и диафрагма с измерительной щелью шириной 0,1-0,15 ширины марки, а узел измерения перемещения каретки выполнен в виде усилителя-формирователя 29, двух последовательно сое- . диненных триггеров 30 и 31, электронного ключа 27, блока управления 32, преобразователя линейного перемещения каретки в электрические импульсы и цифрового устройства 28, соединенных между собой и с другими узлами устройства. 3 ил. С:

1?001?1

И зобретение относится к измерительной технике в геодезии и может быть использовано для измерения расстояний оесконтактным способом.

Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение эксплуатанионных возможностей прибора путем обеспечения возможности работы при освещенностях объектов до 500 лк, На фиг. 1 изображена оптико-элек- 10 тромеханическая функциональная схема, на фиг. 2 — временные диаграммы преобразования входного сигнала электронным блоком (a — сигнал на выходе фотоэлектронного умножителя, 15

8 — сигнал на выходе усилителя-формирователя; о — сигнал на выходе первого триггера; 2 — сигнал на выходе второго триггера; о — сигнал на втором входе электронного ключа,  — сигнал 2О на выходе электронного ключа), на фиг. 3 — кривые распределения освещенности в плоскости приемной диафрагмы.

Дальномер состоит из проекционной 25 и приемной ветвей. Проекционная ветвь одержит осветитель 1, сетку

2 с темным пггрихом, оптический компенсатор, состоящий из зеркал 3-5, и объектив 6. Приемная ветвь содержит объектив 7, оптический компенсатор, состоящий из зеркал 8-10, диафрагму 11, микрообъектив 12, измерительную щель 13, рассеивающую линзу

14 и фоточувствительный элемент, например фотоумножитель 15. Зеркала

4 и 9 жестко закреплены на каретке

16, установленной в точных направляющих 17. Каретка 16 связана с кулач.ком 18 посредством пружин 19. Кула- 40 чок установлен в направляющей 20 и соединен с исполнительным механизмом, на ример, микрометрическим винтом 21, который через редуктор связан с электродвигателем 22 через редуктор 23.

На винте 21 установлен диск 24 с ото=

1 оь-Ъз1пср (pe Ь ь п

Р

06 <оь Ь(Ъ-2 где Зр — начальное расстояние, — фокусное расстояние объекos тивов 6 и 7; половина базиса прибора; — угол наклона осей объективов 6 и 7 к оси симметрии 55 дальномера; перемещение каретки с зеркалами. верстиями, с одной стороны которого размещен осветитель 25, а с другой— фотодатчик ?6.

Диск 24, осветитель 25 и фотодатчик 26 представляют собой преобразователь шинного перемещения каретки в электрические импульсы, выход которого соединен с одним входом электронного ключа 27, выход же послепнего подключен к цифровому отсчетному устройству 28. Выход фотоумножителя 15 соединен с входом усилителяформирователя 29, а последний — с двумя входами триггера 30, выход которого подключен к входу триггера

31, а его выход — к второму входу электронного ключа 27 и блок 32 управления. На направляющей 20 уста1 новлены конечные выключатели 33 и

34, соединенные с блоком 32 управления, выход которого соединен с электродвигателем 22, триггером 30, триггером 31 и цифровым отсчетным устройством 28.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим действие оптической схемы. Осветитель 1 ярко освещает сетку 2 со штрихом, изображение которой через систему зеркал 3-5 и объектив 6 проецируется на участок поверхности, расстояние до которого измеряется. Отраженный от поверхности световой поток через объектив 7 и систему зеркал 8-10 направляется в диафрагму 11 и создает в плоскости узкой измерительной щели 13 увеличенное изображение марки посредством микрообъектива 12. При этом каретка 16 с зеркалами 4 и 9 занимает определенно положение относительно начала отсчета. Величина перемещения каретки связана с измеряемым расстоянием следующей нелинейной зависимостью оБ- be a @

g) со 2q соз Ч

Г оь@ 4) оБ

Дпя измерения 3 и определения 3 в данном приборе использован кулачок, профиль которого обеспечивает решение приведенной формулы автоматически.

Рассмотрим работу электрической измерительной системы.

Перед началом измерения кулачок

18 находится в крайнем положении у

1200121

55 выключателя. 33, что соответствует минимальному значению измеряемой дальности. Триггеры 30 и 31, работающие н счетном режиме, установлены в нулевое положение, цифровое отсчетное устройство — в положение "0".

Электронный ключ 27 открыт. При нанажатии кнопки "Пуск", расположенной на бган ке 32, включается электродвиI атель 22 и через редуктор 23 приводит во вращение микрометрический винт 21 с диском 24. В результате вращения винта кулачок 18 перемещается по направляющей 20 и через шток

16 перемещает систему подвижных зеркал 4 и 9. В то же время вращающийся диск 24 периодически прерывает луч света, направленный от осветителя

25 к йотодатчику 26, .: результат< чего на выходе фот<.датчика образуются электрические импучьсы, чисчо которых пропорционально углу поворота диска, а следовательно, и величине перемещения кулачка 18. Имп.пасы через электронный ключ 27 поступают на цифровое отсчетное устройство 28.

Осветитель 1 освещает сетку 2, на которой н;<несен темный штрих. При из-мерении расстояния до плоскости, отстоящей от дальномера на расстоянии в пределах рабочего диапазона дальномера, при некотором положении системы подвижных зеркал будет п<шучено сфокусированное изображени световой марки со штрихом на плоскости. Так как приемная ветвь имеет совмещенное с проекционной ветвью наведение на объект, то в выходном зрачке на диафрагме 11 будет получено резкое изображение световой марки, которое в центре имеет минимум освещенности, . соответствующей положению темного штриха (фиг. 3). При перемещении зеркал 4 и 9 изображение марки перемещается по диафрагме 11. Часть изображения марки проходит через диафрагму

11 и с помощью объектива 12 в плоскости измерительной щели 13 изображение марки получается увеличенное.

Пучок света, проходящий через щель, с помощью рассеиваницей линзы 14 распределяется на значительную часть катода фотоумножителя 15.

Таким образом, при перемещении световой марки через измерительную щель 13 на выходе фотоумножителя получают сигнал, пропорциональный освещенности различных частей световой марки. В результате получают элек5

35 трический сигнал, имеющий форму двух импульсов, расстояние межлу которыми зависит от толщины штриха (фиг.

2a). С выхода фотоумножителя сигнал подается на усилитель-формирователь, имеющий большой коэффициент усиления по напряжению. На выходе усилителя получаются два прямоугольных импульса (фиг. 28). Импульсы подаются на счетный вход триггера 30.

Передний фронт первого импульса переводит триггер в положение "1", передний фронт второго импульса переводит триггер 30 в положение "0" (фиг. 26), а триггер 31 — в положение

"1" (фиг. 2Z). Выходной сигнал с триггера 31 запирает ключ 27 и прекращает поступление импульсов от фотодатчика 26 (фиг. 2Э) на цифровое отсчетное устройство. В результате через ключ 27 проходит такое число импульсов (фиг. Зв), которое соответствует перемещению зеркал 4 и 9 от начальной точки до момента прохождения заднего фронта темного штриха марки через измерительную щель 13. После сраоатывания триггера 31 сигнал с триггера поступает в блок управления, который производит реверсирование двигателя 23, Кулачок 18 возвращается в исходное положение до конечного выключателя 33, размыкает его и останавливается. В том случае, если триггер 31 не срабатывает при максимально допустимом перемещении кулачка 18, срабатывает переключатель 34 и осуществляет реверсирование двигателя.

Для следующего измерения необходимо нажать пусковую кнопку на блоке 32. При нажатии кнопки с помощью реле производится установка триггеров 30 и 31 в нулевое положение, а также сброс показаний цифрового отсчетного устройства 28. При отпускании кнопки электродвигатель начинает вращаться и все повторяется в том же порядке. формула изобретения

Светопроекционный дальномер, содержащий проекционную ветвь, выполненную в виде последовательно расположенных осветителя; марки первого оптического компенсатора и первого объектива, приемную ветвь, выполненную в виде последовательно расположенных второго объектива, втоВНИИПИ Заказ 801

Тираж 650 Подписное

Филиал ЛИП "Патент™, г.ужгород, ул.Проектная, 4

S 1200 рого оптического компенсатора, диафрагмы, рассеивающей линзы и фотоумножителя, причем подвижные зеркала оптических компенсаторов каждой ветви жестко закреплены на каретке, установленной в направляющих и енабженной узлом измерения перемещения каретки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения его экс- t0 ппуатационных возможностей путем обеспечения возможности работы при освещенностях объектов до 500 лк, марка в проекционной ветви выполнена в виде темного штриха на светлом 15 фоне; в приемную ветвь введены микро— объектив и дополнительная диафрагма с измерительной щелью шириной 0,10 15 ширины марки, а узел измерения перемещения каретки выполнен в виде усилителя-формирователя, двух по!

21 6 следовательно включенных триггеров, электронного ключа, блока управления, преобразователя линейного перемещения каретки в электрические импульсы и цифрового отсчетного устройства, причем выход усилителя-формирователя соединен с двумя входами первого триггера, выход второго триггера соевинен с блоком управления и с входом электронного ключа, второй вход которого соединен с выходом преобразователя линейного перемещения каретки в электрические импульсы,. выход электронного ключа подключен к цифровому отсчетному устройству, выход которого соединен с блоком управления, связанным с вторыми выходами первого и второго триггеров, а вход усилителя — формирователя соединен с выходом фотоумножителя.