Устройство для определения углов наклона подвижного объекта

 

Изобретение относится к области инженерной геодезии, в частности к автоматизации измерений взаимных превышений точек местности. Цель изобретения - повышение точности за счет исключения ошибок от ускорения. Излучение от лазера 1, направленное по оси маятника 7 с демпфером 16, через светоделитель 2 попадает на поляризатор-анализатор 3, где линейно поляризуется с нулевым азимутом, и проходит через модулятор 4, заключенный между двумя четверть волновыми пластинами и на обкладки которого поступают напряжения с сумматора 12 и переменное через конденсатор от генератора 14 на четвертьволновую пластину 5, жестко закрепленную на зеркале 6, плоскость которого перпендикулярна оси маятника. Отразившись от зеркала 6, свет проходит в обратном направлении до полупрозрачного зеркала светоделителя 2 и поступает на фотоприемник 8. Если маятник отклоняется от вертикали, то интенсивность света изменяется и на выходе фотоприемника 8 появляется сигнал с частотой 2 ω, фаза которого зависит от направления поворота объекта. Этот сигнал через резонансный усилитель 9 поступает на фазовый детектор 10, в котором с помощью опорной частоты от генератора 14 выделяется напряжение, пропорциональное углу наклона объекта, которое поступает на управляемый блок питания 11, где преобразуется в сигнал для индикатора 15 и подается на сумматор 12, который суммирует напряжение с масштабного усилителя 13, пропорциональное влиянию ускорения и других факторов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄ SU ÄÄ 1 569544 (1) 0 01 С 9/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П<НТ СССР

ONBHAR

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - -:. и","-",,- -,"„""

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21 ) 4443820 /25-10 (22) 05.04.88 (46) 07.06.90, Бюл. 21 (71) Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (72) С.П.Терехов, А.В.Пономарев и И.М.Герасимов (53) 528.541 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 794373, кл. 0 01 С 1/00, 17.01.79.

Авторское свидетельство СССР

Р124145, кл. G 01 С 9/00, 14.02.56. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВ НАКЛОНА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к облас2 ти инженерной геодезии, в частности к автоматизации измерений взаимных превышений точек местности ° Дель изобретения — повышение точности за счет исключения ошибок от ускорения.

Излучение от лазера 1, направленное по оси маятника 7 с демпфером, через светоделитель 2 попадает на поляризатор-анализатор 3, где линейно.поляризуется с нулевым азимутом, и проходит через модулятор 4, заключенный между двумя четвертьволновыми пластинами и на обкладки которого пос тупают напряжения с сумматора 12 и переменное через конден-атор от генератора 14 на четвертьволновую пластину 5, жестко

1569544 закрепленную на зеркале 6, плоскость которого перпендикулярна оси маятника. Отразившись от зеркала б,свет проходит в обратном направлении до полупрозрачного зеркала светоделителя 2 и поступает на фотоприемник 8.

Если маятник отклоняется от вертикали, то интенсивность света изменяется и на выходе фотоприемника 8 появляется сигнал с частотой 2Q, фаза которого зависит от направления поворота объекта. Этот сигнал через реИзобретение относится к инженерной геодезии и может быть использовано в комплексе высотомера-автомата при автоматизированном измерении взаимных превышений точек местности в составе подвижных средств.

Целью изобретения является повышение точности за счет исключения ошибок от ускорения, На чертеже изображена схема предлагаемого устройства, Устройство для определения углового положения маятника содержит расположенные на одной оптической оси. лазерный источник 1 излучения, светоделитель 2 каналов, поляризатор-анализатор 3 модулятор 4, размещенный

Э

35 между двумя фазовыми четвертьволновыми пластинами (не показаны), фазовую четвертьволновую пластину 5, жестко закрепленную на зеркале 6, установленном на оси маятника 7 и перпенд лкулярном ей.

С другой стороны светоделителя

2 каналов расположен фотоприемник 8, п6следовательно соединенный с резонансным усилителем 9, фазовым детек- 45 тором 10, управляемым блоком 11 питания а другой — с сумматором 1?,второй вход которого, соединен с масштабным усилителем 13, а выход — с модулятором 4, который через конденсатор 0 соединен с генератором 14. Индикатор

15 соединен с управляемым блоком ll питания.

Устройство работает следующим образом.

Световой пучок от лазера, пройдя светоделитель 2 каналов, попадает на поляризатор-анализатор 3, линейно поляризуется с азимутом ю . = 0 (в зонансный усилитель 9 поступает на

I фазовый детектор 10, в котором с помощью опорной частоты от генератора

14 выделяется напряжение,пропорцио- нальное углу наклона объекта, которое поступает на управляемый блок питания 11, где преобразуется в сигнал для индикатора 15 и подается на сумматор 12, который суммирует напряжение с масштабного усилителя 1 З,пропорциональное влиянию ускорения и других факторов. 1 ил. плоскости XOZ) и поступает на модулятор 4, выполненный на основе ячейки Поккельса, заключенной между двумя фазовыми четвертьволновыми пластинами, После модулятора световой пучок проходит четвертьволновую пластину 5 и, отразившись от зеркала 6, проходит четвертьволновую пластину 5 в обратном ходе. Если оси о пластины 5 расположены под углом 45 к вектору линейнополяризованного света, то выходящий световой пучок линейно поляриэован с азимутом Ф о

= 90, так как сумма двух фазовых четвертьволновых пластин с одинаковым направлением главных осей работает как фаэовая полуволновая пластина. Далее световой пучок, пройдя в обратном ходе модулятор 4, попадает на поляризатор-анализатор 3 и,. пройдя его, отражается от полупрозрачного зеркала светоделителя 2 каналов и попадает на фотоприемник 8. так как азимут оси наибольшего пропускания анализатора поляризатора

7g = О, а азимут поступающего на него линейно поляризованного света о о = 90, то на фотоприемнике 8 интенсивность света I = 0. Если маят-. ник 7 (устройства) отклоняется от вертикали и тем самым поворачивает четвертьволновую пластину 5 с зеркалом 6 на угол «8 то азимут линейно поляризованного света становится равным ф = (90 + 2P), а интенсивность света на фотоприемнике отлична от ну- ля и равна I = I cos (90 + 2(3).

При динамическом режиме работы, с> .когда угол поворота маятников 3= О и модулятор-компенсатор 4 качает плоскость поляризации падающего на

44 6

Формула и эобрет ели

15695

Если в ходе измерений возникает ошибка эа счет ускорения, то напряжение коррекции с датчиков ускорения не показан) подается через масштабный усилитель 13 на сумматор 12, где складывается алгебраически с напряжением компенсации и поступает на модулятор 4.

Составитель В,Попов

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Пожо

Редактор И. Горная

Заказ 1436

Тираж 399

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская яаб., д. 4/5

Производственно-чздательсхий комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 него линейно поляризованного света на угол в плоскости У07., с фотоприемника 8 снимается сигнал с частотой 7g. Если ф О, то снимается сиг-. нал с частотой 2Я, фаза которого за5 висит от направления поворота, а амплитуда сигнала — от величины угла Р Сигнал с фотоприемника 8 подается на резонансный усилитель 9,настроенный на частоту Я и пропускающий усиленные колебания с данной частотой на фазовый детектор 10, при этом опорное напряжение на фазовый детектор 1О подается с опорного генератора 14, После фазового детектора 10 сигнал поступает на управляемый блок 11 питания, Последний через сумматор 12 изменяет напряжение на обкладках модулятора 4 так, что пово- 20 рот вектора поляризации из-за наклона маятника 7 компенсируется, и азимут поляризации на выходе модулятора

4 вновь становится с = 90, т.е. интенсивность на фотоприемнике.8 рав- 25 на Х = О.

Это приводит к изменению азимута ( о линейно поляризованного света после модулятора-компенсатора 4 на угол, равный, но с обратным знаком, углу коррекции.

Напряжение компенсации без учета напряжения корректирующего сигнала с управляемого блока 11 питания подается на стрелочный индикатор 15.

Устройство для определения углов наклона подвижного объекта, содержаmee маятник с демпфером и осью вращения, источник света с оптической осью, фотоприемник и блок обраоотки информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния ошибок, обусловленных действием динамических нагрузок, в него введены резонансный усилитель, детектор, управляющий блок, сумматор, масштабный усилитель, опорный генератор, индикатор,конденсатор и установленные на оптической оси источника света, совмещенной с осью вращения маятника, последовательно расположенные после источника света светоделитель, поляриэаторанализатор, первая четвертьволновая пластина, электрооптический моду-. лятор, вторая четвертьволновая пластина, третья четвертьволнавая пластина, жестко связанная с зеркалом, закрепленным на маятнике в плоскости, перпендикулярной оси маятника, причем вход фотоприемника через светоделитель сопряжен с поляриэатороманалиэатором, а выход через резонансный усилитель — с первым входом детектора, второй вход которого ссединен с первым выходом генератора, а выход — с входом управляющего блока, первый выход которого соединен с индикатором, а второй выход — c первым . входом сумматора, второй вход которого соединен с масштабным усктяте" лем, выход соединен с электрооптическим модулятором и через конденсатор с вторым выходом опорного генератора, à вход масштабного усилителя подключен к введенному датчику ускорения,