Устройство для эталонирования гиротеодолитов

 

(19)RU(11)1284329(13)C(51)  МПК ⁵    _G01C25/00Статус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина: учтена за 3 год с 14.01.1995 по 13.01.1996

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭТАЛОНИРОВАНИЯ ГИРОТЕОДОЛИТОВ

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к устройствам для эталонирования гироскопических инструментов. Целью изобретения является повышение точности эталонного направления за счет уменьшения влияния ошибок, обусловленных возмущающими воздействиями воздушной среды. На чертеже изображена функциональная схема устройства. Устройство включает расположенные на одной оси источник поляризованного излучения 1 (например, лазер) с плоскостью поляризации, ориентированный под углом 45^о к горизонтальной плоскости, электрооптический модулятор 2, рассеивающий оптический элемент 3 для увеличения угла расходимости излучения (например отрицательная линза), плоскопараллельную пластину 4 из двулучепреломляющего материала с главной осью кристалла, расположенной в горизонтальной плоскости, поляроид-анализатор 5 с главной осью, расположенной под углом 45^о к горизонтальной плоскости, телескопическую систему 6 для фокусировки излучения на струны обратных отвесов 7 и 8, закрепляющих азимут. За телескопической системой установлена щелевая диафрагма 9, ось щели которой расположена вертикально. Модулятор, линза, пластина и поляроид в совокупности образуют сканирующее устройство. В створе между струнами обратных отвесов на равном расстоянии от них установлено контрольное зеркало 10, верхний край которого совпадает с оптической осью устройства. Зеркало смонтировано с возможностью вращения вокруг вертикальной оси при помощи сервопривода 11. С внешних сторон по отношению к контрольному зеркалу вблизи оптической оси устройства закреплены фотоприемники 12 и 13 с возможностью юстировочных перемещений перпендикулярно оптической оси. Один фотоприемник 12 через усилитель 14 подключен к входу синхронного детектора 15, на второй вход которого подается переменное напряжение U_оп, а выход синхронного детектора подключен к сервоприводу. Второй фотоприемник 13 через другой усилитель 16 подключен к входу второго синхронного детектора 17, второй вход которого также подключен к источнику переменного опорного напряжения (источник опорного напряжения на чертеже не показан). Источник опорного напряжения и выход синхронного детектора 17 соединены с входами сумматора 18, выход которого подключен к электрооптическому модулятору 2. Для ослабления неравномерности чувствительности фотоприемника по его площади перед фотоприемниками расположены рассеиватели или конденсаторы 19. Работа устройства осуществляется следующим образом. Свет от излучателя 1, например лазера, направляют на электрооптический модулятор 2, с помощью которого луч расщепляют на обыкновенный и необыкновенный. В зависимости от напряжения, подаваемого на модулятор, на его выходе изменяется разность хода между обыкновенными и необыкновенными лучами. Диаметры пучков обыкновенного и необыкновенного лучей расширяют, пропуская пучки через рассеивающий элемент 3, например линзу, и направляя их через пластину 4 из двулучепреломляющего материала, придают им дополнительную постоянную разность хода, превышающую длину волны излучения. На выходе пластины 4 обыкновенный и необыкновенный лучи складываются, образуя пучок поляризованного излучения, зависящего от величины разности хода, задаваемой электрооптическим модулятором 2. Таким образом, в зависимости от напряжения на модуляторе поляризацию можно изменять от плоской (линейной) до круговой на выходе из пластины 4, при этом за поляроидом 5 появляется пространственная картина, подобная интерференционной, состоящая из одной или нескольких вертикальных полос, которую с помощью оптической системы 6 фокусируют на струну 8 непосредственно и на струну 7 через зеркало 10. Щелевая диафрагма 9 пропускает лишь одну полосу из всей совокупности полос. Подачей напряжения на модулятор 2 изменяют разность хода между обыкновенным и необыкновенным лучами, в результате чего образованные в плоскости струн 7 и 8 изображения полос перемещаются в горизонтальном направлении. При подаче на модулятор синусоидального напряжения полосы покачиваются относительно струн, которые сами, являясь диафрагмами, пропускают свет на фотоприемники при смещении центра полосы с оси струны. Переменный сигнал с фотоприемниками 13 усиливают усилителем 16 и с помощью синхронного детектора 17 преобразуют в постоянный ток, пропорциональный смещению центра колебаний полосы относительно оси струны 8. Постоянный сигнал смешивается с сигналом U_оп в сумматоре 18 и подается на электрооптический модулятор. Таким образом, центр колебаний полосы автоматически совмещается с осью струны 8. Ориентирование контрольного зеркала 10 перпендикулярно створу струн производят по сигналу рассогласования между изображением центра полосы и оси струны 7, возникающему на выходе фотоприемника 12 и подаваемому через усилитель 14 и синхронный детектор 15 на сервопривод 11 контрольного зеркала 10. Эталонирование гиротеодолита осуществляют с помощью его наведения на контрольное зеркало, которое автоматически располагается перпендикулярно струнам, представляющим стабильные геодезические знаки. Предлагаемое устройство позволяет за счет увеличения частоты модуляции до сотен килогерц повысить ширину полосы пропускания следящей системы до десятков килогерц, т.е. пропускать весь спектр частот, обусловленный флуктуациями атмосферы. Таким образом, оказывается возможным практически полностью устранить колебания контрольного зеркала, обусловленные возмущениями атмосферы. При этом точность устройства увеличивается до величины порядка 0,1''. (56) Баранов В.Н. и др. К вопросу автоматизации определения азимута хранителей направления сварного типа, Проектирование и строительство, 1983, N 1. Авторское свидетельство СССР N 1160803, кл. G 01 C 25/00, 1984.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭТАЛОНИРОВАНИЯ ГИРОТЕОДОЛИТОВ, содержащее последовательно расположенные излучатель, сканирующий узел, выполненный с возможностью перемещения луча в горизонтальной плоскости, телескопическую систему и два геодезических знака с расположенным между ними контрольным зеркалом, выполненным с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и связанным с сервоприводом, а также узел управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния ошибок, обусловленных возмущающими воздействиями воздушной среды, сканирующий узел выполнен в виде последовательно и соосно расположенных электрооптического модулятора, рассеивающего оптического элемента, плоскопараллельной пластины, выполненной из двулучепреломляющего материала, оптическая ось которой расположена в плоскости сканирования, поляроида с главной осью, расположенной под углом 45^o к плоскости сканирования, и диафрагмы со щелью, перпендикулярной плоскости сканирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 14.01.1996

Номер и год публикации бюллетеня: 6-2002

Извещение опубликовано: 27.02.2002        

---