DE2824327C3

DE2824327C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausgleichen von Störungen in einem Entfernungsmesser des Phasenmessungstyps durch Mittelwertbildung

Info

Publication number: DE2824327C3
Application number: DE2824327A
Authority: DE
Inventors: Lars Axel Ericsson; Klas Rudolf Wiklund
Original assignee: AGA AB
Current assignee: Geotronics AB
Priority date: 1977-06-03
Filing date: 1978-06-02
Publication date: 1980-07-17
Also published as: SE7706290L; DE2824327A1; JPS6343716B2; DE2824327B2; JPS543490A; US4229102A; CH639781A5; SE411081B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein der Gattung des Patentanspruchs I entsprechendes Verfahren und eine zugeordnete Vorrichtung zum Ausgleichen von inneren Störungen in einem Entfernungsmesser des Phasenmessungstyps.

Bei einem Entfernungsmesser des Typs mit Phasenlagenanzeige wird ein Lichtstrahl ausgesandt, der durch ein Signal mit einer gegebenen Frequenz moduliert ist, wobei das Modulationssignal vorzugsweise in Impulsform vorliegt, aber auch ein sinusförmiges Signal sein kann. Nachdem der ausgesandte Lichtstrahl an einem Meßpunkt reflektiert worden ist, wird er von einem Objektivsystem aufgefangen, das parallel oder koaxial zum Senderobjektiv angeordnet ist, und er wirkt dort auf eine lichtempfindliche Zelle ein, die ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das der Intensität des einfallenden Lichts proportional ist. Die Phase dieses Signals wird mit der Phase des ausgesandten Signals verglichen, indem dieses Signal in einer mit dem Empfänger gekoppelten Mischstufe mit einem Signal aus einem

Empfängeroszillator gemischt wird, dessen Frequenz von der ausgesandten Frequenz um eine vorgegebene relativ niedrige Frequenz abweicht Der Phasenwinkel φ des erhaltenen Mischsignals ändert sich mit jeder Änderung der gemessenen Entfernung.

Bei jedem Meßvorgang erfolgt eine Eichung, indem ein interner Weg im Gerät von bekannter Länge optisch gemessen wird. Auf diese Weise läßt sich eine konstante Phasenverschiebung zwischen dem Oszillator und dem vom Sender abgestrahlten Licht vermeiden; eine Phasenverschiebung, die vor dem Sender erfolgt, geht daher in das Meßergebnis nicht ein. Als Folge von Streukopplungen im Entfernungsmesser entstehen jedoch auch Störsignale im Empfänger, und diese Störsignale addieren sich im Empfänger vekioriell, also mit der Phasenbeziehung zum einfallenden Signal. Diese Störsignale beeinflussen somit die Phasenlage des empfangenen Signals, und ihr Einfluß kann nur dann vernachlässigt werden, wenn die Amplitude des einfallenden Signais groß ist gegenüber der Amplitude der Störsignaie. Diese Voraussetzung ist aber bei der Messung größerer Entfernungen im allgemeinen nicht zu erfüllen, da dann die mit dem einfallenden Signal empfangene Energie sehr klein wird und sich auch durch eine Vergrößerung der ausgesandten Energie innerhalb der dafür gesetzten Grenzen nicht hinreichend erhöhen läßt, zumal mit einer Vergrößerung der Ausgangsleistung des Senders meist auch eine Vergrößerung der internen Störsignale im Gerät verbunden ist.

Der störende Einfluß von geräteinternen Vorgängen auf das Meßergebnis läßt sich auch durch die bei Entfernungsmessungen bekannte und beispielsweise in der GB-PS 14 46 801, auf den Seiten 30 bis 36 von »Japan Electronic Engineering« 1971, 56 (Juli), oder auf den Seiten 439 bis 445 von »ZfV« 1968,11, beschriebene Methode nicht ausschalten, bei der mehrere Gruppen von getrennten Entfernungsmessungen durchgeführt werden, von denen jede Gruppe wenigstens einen Meßvorgang umfaßt, und dann der Mittelwert aus den Mittelwerten der Meßergebnisse in jeder Messungsgruppe gebildet wird. Auf diese Weise lassen sich nämlich selbst dann, wenn in auf den Seiten 213 bis 218 von ATM 1967, Lieferung 381 (Oktober) Blatt V 1122—10 beschriebener Weise in der einen Messungsgruppe mit einer ersten Frequenz und in einer zweiten Messungsgruppe mit einer dagegen verschobenen zweiten Frequenz gearbeitet wird, nur Einflüsse auf der Meßstrecke berücksichtigen, so daß geräteinterne Vorgänge nach wie vor zu einer Verfälschung des Meßergebnisses führen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie sich auch große Entfernungen ohne unerwünschte Beeinflussung durch im Entfernungsmesser selbst, insbesondere in seinem Empfängerabschnitt auftretende Störungen genau messen lassen.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren, wie es im Patentanspruch 1 angegeben ist. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sowie zu seiner Durchführung geeignete und bevorzugte Vorrichtungen sind in den Unteransprü- &q chen gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt

F i g. 1 ein das Grundprinzip der Erfindung erläuterndes Diagramm, μ

F i g. 2 ein Blockschaltbild für einen Entfernungsmesser in erfindungsgemäßei Ausbildung,

Fig.3 eine mögliche Ausführungsform für eine Kopplungsschaltung gemäß der Erfindung,

Fig.4 und 5 Blockschaltbilder für zwei Ausführungsformen einer in einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung enthaltenen Schaltung.

Da die Störsignale durch die verschiedenen elektrischen Schaltungen im Entfernungsmesser wie beispielsweise den Hauptoszillator, den Empfängeroszillator, Mischstufen usw. bestimmt werden, hat die Störung stets die gleiche Phasenlage, während die Phase des empfangenen Signals sich mit Änderungen in der gemessenen Entfernung ändert. Wird nun eine graphische Darstellung gezeichnet mit dem einfallenden Meßsignal als einem Vektor u\ und ist dieser Vektor U\ raumfest, so daß sich das Koordinatensystem demzufolge mit der gemessenen Entfernung verdreht, und wird weiter diesem Vektor u, ein Störsignal u₂ vektoriell addiert, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist, so durchläuft der Störsignalvektor U₂ bei kontinuierlich zunehmenden oder abnehmenden Entfernungen einen Kreis, der seinen Mittelpunkt an der Spitze des ^v.-.lctors U₁ hat. Auf diese Weise wird ein Phasenfehler Δ Φ, ir. Bezug auf die tatsächliche Phase des MeQsignals erhalten, und dieser Phasenfehler erreicht maximal einen Wert

Δ Φ

rad,

wobei naturgemäß vorausgesetzt ist, daß Iu]KIu₁I. Für den Fall einer Meßfrequenz von 15 MHz wird der Meßfehler zu

AD = (U₂Iu₁) · (10 000/2 .τ) mm,

wobei λ/2 ungefähr 10 000 mm bei der Frequenz 15 MHz beträgt.

Wenn nun eine Messung mit einem ausgesandten Signal durchgeführt wird, das gegenphasig zu dem zuvor ausgesandten Signal ist, dessen empfangener Anteil durch den Vektor U\ dargestellt wird, so ergibt sich ein empfangenes Signal entsprechend einem in Fig. 1 ebenfalls dargestellten Vektor u\. Zu diesem Signal u\ addiert sich dann vektoriell ein Störsignal U₂', das in Größe und Phase mit dem Störsignal U₂ übereinstimmt. Man sieht dann, daß bei entgegengesetzter Richtung der beiden Vektoren u\ und u\ die zusätzlichen Phasenlagen, die vom Störsigna! abhängen, also die Phasen Δ Φ\ und Δ Φ₂, gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet in Bezug auf das taisauilich empfangene Signal sind. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß sich das Störsignal gerade im Empfänger selbst bemerkbar macht, so daß demzufolge dem Signal, das vom Empfänger den anschließenden Signalverarbeitungsschaltungen zugeführt wird, dieses Störsignal überlagert ist. Die Signale, mit denen der Entfernungsmesser als informationstragende Signale arbei'ct, sind daher die Signale 1/3 bzw. ut von Fig. 1.

Wenn nun zunächst eine Entfernungsmessung mit der normalen Phasenverschiebung zwischen de.η Oszillator und dem Sender durchgeführt wird, wobei das Signal u\ erhalten wird, und anschließend ein weiterer Meßvorgang ausgeführt wird mit einer zusätzlichen Phasenverschiebung von 18C zwischen dem Oszillator und dem Sender, d. h. mit einem empfangenen Signal ti\', so wird das in Fig. 1 dargestellte Ergebnis erhalten, wobei das Störsignal U₂ ersetzt ist durch das Signal U₂", das sich offensichtlich zu dem Signal u₂ mit von dem empfangenen Signal aus gesehen einer Phasenverschiebung von 180° effektiv addiert. Als Ergebnis der für jeden Entfernungsmeßvorgang über die interne Schleife durchgeführten Eichmessung wird jegliche Phasenverschiebung in den internen Schaltungen vor dem

tatsächlichen Sender eliminiert, da die Phase des Meßsignals und des Eichsignals in den internen Schaltungen voneinander subtrahiert werden.

Die Darstellung in F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild für eine Ausführungsform eines Entfernungsmessers mit einem Phasenschieber gemäß der Erfindung. In Fig.2 emittiert ein Hauptoszillntor 1 ein Signal der Frequenz /Ό, welche die Modulationsfrequenz für das ausgesandte Lichtsignal bildet. Zusätzlich ist ein Empfängeroszillator 3 vorgesehen, der mit einer Frequenz /j. ο arbeitet, die so gewählt ist, daß die Differenz zwischen ihr und der Frequenz f_n des Hauptoszillators 1 eine im Vergleich zu diesen Frequenzen niedrige Frequenz Af ist, die dadurch erhalten wird, daß die Signale aus dem Hauptoszillator I und dem Empfängeroszillator 3 einem Mischer 2 zugeführt werden, dessen Ausgangssignal die Differenzfrequenz i\i aufweist. Dieses Signal zeigt außerdem eine Phase entsprechend der Differenz zwischen der Phase Ics Hauptoszillators 1 und der Phase des Empfängeros zillators 3. also die Phase qpo — <r/. o. Dieses Signal aus dem Mischer 2 mit der Frequenz Λί und der Phase ψο — ψι.ο dient dann als Bezugssignal für eine nachfolgende Phasenmessung, und demzufolge wird dieses Signal dem Bezugseinga::g eines Phasenmessers 7 zugeführt.

Zu Übertragungszwecken wird das Signal aus dem Hauptoszillator 1 mit der Frequenz /J> über einen Leistungsverstärker 8 einem Sender 9 zugeführt, der vielfach die Form einer lichtemittierenden Diode für den IR-Bereich aufweist, aber auch ein Laser sein kann, der mit der Frequenz des Hauptoszillators 1 moduliert wird. Da die Darstellung in F i g. 2 nur dazu gedacht ist, das Grundprinzip der Arbeitsweise des Elntfcrnungsmessers zu veranschaulichen, sind darin nicht alle Schaltkreise im einzelnen gezeigt, und dies gilt insbesondere für diejenigen Schaltkreise, die für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich i.ind. Jedoch führen diese Schaltkreise zu einer Phasenverschiebung im Signal vor dessen Eintreffen am Sender 9. und um nun den Meßvorgang von einer solchen Phasenverschiebung vollständig unabhängig zu machen, wird für jede· Entfernungsmessung eine Eichmessung über einen internen optischen Weg im Sender 9 durchgeführt, wobei dieser optische Weg eine bekannte Länge aufweist und daher eine bekannte Phasenverschiebung für das Signal ergibt; jeder Entfernungsmeßzyklus umfaßt also zwei Entfernungsmeßvorgänge, von denen der eine über den internen optischen Weg und der andere zum und vom jeweiligen Meßziel abläuft. Diese beiden Messungen werden durchgeführt, um bei einer anschließenden Signalverarbeitung die Phasenlage des durch die Messung über den internen Meßweg erhaltenen Signals festzuhalten. Statt dessen ist es auch denkbar, die Phasen elektrisch festzuhalten mit Hilfe eines elektrischen Signals aus dem Sender 9, jedoch hat sich in der Praxis gezeigt, daß in dem elektrischen Wege eines solchen Signals aus dem Sender 9 variierende Phasenverschiebungen auftreten können, und daher liefert eine interne optische Messung im allgemeinen zuverlässigere Ergebnisse. Dabei liegen die verwendeten Frequenzen relativ hoch. Normalerweise erreicht die Frequenz k einen Wert von etwa 15 MHz.

Das Blockschaltbild von F i g. 2 zeigt weiter einen Empfänger 5, dessen Ausgangssignal die gleiche Frequenz aufweist wie das vom Sender 9 abgestrahlte Signal. Um nun die in der Praxis leichter zu verarbeitende niedrigere Frequenz fa zu erhalten, wird das Ausgangssignal des Empfängers 5 einem zweiten Mischer 4 zugeführt, dessen anderer Eingang an den Ausgang des Empfängeroszillators 3 angeschlossen ist. Das Ausgangssignal des Mischers 4 weist dann die Frequenz fsi auf; es zeigt aber außerdem eine Phasenlage, die der Phasenlage des Signals aus dem Empfänger 5 abzüglich der Phasenlage des Signals aus dem Empfängeroszillator 3 entspricht. Aus Dimensionierungsgründen, die in keinem Zusammenhang mit der Erfindung stehen, muß die Phasenlage des Empfänger-Oszillators 3 kompensiert werden, bevor der Phasenmesser 7 einen Phasenvergleich zwischen einer Messung über den internen Meßweg und einer Messung zum und vom jeweiligen Meßziel durchführen kann. Zu diesem Zwecke ist der Mischer 2 vorgesehen, und

i^r> dessen Ausgangssignal mit der Frequenz /Jw und der Phasenlage φα-φι.ο wird einem zweiten Eingang des Phasenmessers 7 zugeführt. Insoweit besteht für die in Fig. 2 dargestellten Baueinheiten und Baustufen Übereinstimmung mit der üblichen Technik bei Entfernungsmessern.

Da das Meßsignal in seiner Phasenlage in der Praxis durch die doppelte Messung auf der Phase des Signals im jeweiligen Sender festgehalten wird und nicht auf der Phase in einem internen Weg im Entfernungsmesser, ist

2S es demzufolge möglich, in den Weg des Signals /um Sender eine Phasenverschiebung einzuführen, ohne das Meßergebnis in irgendeiner Weise zu beeinflussen. Dies wird erfindungsgemäß ausgenutzt, um die vorerwähnte Störkomponente ui zu kompensieren. Da jeweils

in wenigstens zwei Messungen gemacht werden, von denen die erste Messung mil dem dem Sender in der normalen Phase zugeführten Signal durchgeführt wird, während die zweite Messung mit einem Signal für den Sender erfolgt, dessen Phase relativ zu der Phase des

js beim ersten Meßvorgang verwendeten Signals umgekehrt ist, und weil aus den mit diesen beiden Meßvorgängen erhaltenen Meßergebnissen der Mittelwert gebildet wird, wird das Störsignal kompensiert. Natürlich ist es möglich, viele Messungen durchzuführen und dann den Mittelwert aus allen diesen Messungen zu bilden. Es reicht jedoch aus, wenn der Mittelwert der Messungen mit der normalen Phase mit üem rviiueiwei ι der Messungen mit der entgegengesetzten Phase verglichen wird, also der Mittelwert aus den Meßergeb-

■<-. nissen in der normalen Phase und in der entgegengesetzten Phase in ausgeglichenem Verhältnis gebildet wird. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß das Störsignal für die Eichmessung über den internen Weg ohne Bedeutung ist, da das bei diesem Meßvorgang am

so Empfänger erhaltene Signal stark ist und das S^>:irsignal nur beim Empfang schwacher Signale von Bedeutung werden kann.

Die Darstellung in F i g. 2 veranschaulicht in schematischer Weise die Phasenverschiebung des Signals für den Sender 9, wobei ein Phasenschieber 10 vorgesehen ist, dem an einem Steuereingang ein Signal von einer externen Steuerung 11 zugeführt wird, um die Phase des Signals im Leistungsverstärker 8 zu verschieben. Diese externe Steuerung kann manuell erfolgen, also beispiels-

M) weise mit Hilfe eines Schaltknopfes am Entfernungsmesser ausgelöst werden. Die Bedienungsperson liest dann die vom Entfernungsmesser angezeigten Werte ab und berechnet daraus die Mittelwerte.

In F i g. 2 ist weiter ein zweiter Verstärker 12 gezeigt, dessen Eingang an den Ausgang des Hauptoszülatcrs 1 angeschlossen ist und dessen Ausgangssignale einer Last 13 zugeführt werden. Dieser Verstärker 12 hat im wesentlichen die gleiche Leistung wie der Verstärker 8,

und scm Ausgang speist eine Last, die der Last so weit wie möglich entspricht, die der Sender 9 für den Verstärker 8 darstellt. Wenn beispielsweise der Sender

9 eine lichtemittierende Diode enthält, kann auch als Last 13 eine lichtemittierende Diode oder eine Mehrzahl von in Serie geschalteten Dioden vorgesehen sein Der Verstärker 12 wird durch den Phasenschieber

10 in der Weise gesteuert, daß er gegenphasig zum Verstärker 8 arbeitet, wodurch auf diesen Leistungsverstärker 8 zurückzuführende Störsignale in weitestmöglichi'in Ausmaß kompensiert werden, die Störsignale also etwa gleich werden unabhängig davon, ob der Verstärker 8 in tier einen Phase oder in der anderen i'h.isc betrieben wird. Der Verstärker 12 und seine L₁ISl I i sind in I ι g. 2 mit gestrichelten Linien umrahmt, um anzudeuten, daß diese Baustufen im Rahmen der I■ rfindung nicht unbedingt erforderlich sind.

Die Darstellung in I i g. J veranschaulicht eine i.'.üfache Ausfiihmngsform für eine Koppelschaltung für den Phasenschieber 10. Das impulsförmige Signal aus dem Hauptos/illator 1 wird in F" i g. 3 einem Eingang einer Antivalenz-Schaltung 14 zugeführt, an deren anderem Hingang bei Vornahme der Messung in der normalen Phase ein Signal »0« und bei Durchführung der Messung in Ciegenphase ein Signal »1« anliegt. An den Ausgang der Antivalenz-Schaltung 14 sind die verbundenen Hingänge einer UND-Schaltung 15 und die verbundenen Hingänge einer NAND-Schaltung 16 angeschlossen. Mit dem Ausgang der UND-Schaltung 15 ist der Eingang des Leistungsverstärkers 8 verbunden, wahrend an den Ausgang der NAND-Schaltung 16 der Hingang des Leistungsverstärkers 12 angeschlossen ist. so daß diese beiden Verstärker 8 und 12 in Ciegenphase zueinander arbeiten. Die Schaltungen 15 und 16 sind selbstverständlich so gewählt, daß sie einander so nahe kommen wie möglich, wobei insbesondere gewährleistet ist, daß die durch diese Schaltungen 15 und 16 eingeführte Signalverzögerung wenigstens angenähert die gleiche ist. Als Last 13 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 eine Serienschaltung zweier Dioden 17 und 18 vorgesehen.

bei der in 1- ι g. 2 veranschaulichten Austunrungstorm der Erfindung werden die verschiedenen Entfernungsmeßvorgänge mit Phasenverschiebung unter Ablesung der für jede dieser Phasen vom Entfernungsmesser angezeigten Entfernungswerte durchgeführt, worauf sich dann eine Mittelwertberechnung sozusagen von Hand anschließt. Es versteht sich jedoch, daß das erfinduiigsgemäße Verfahren als Ganzes vollautomatisch durchgeführt werden kann, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Bedienungsperson nur einen Startknopf zu drücken braucht, wenn eine Entfernungsmessung gemacht werden soll, und das Ergebnis der Entfernungsmessung mit einem Bilde des Mittelwertes einer Mehrzahl von Entfernungsmeßzyklen sodann mit einer geringen Verzögerung durch eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige gebracht wird.

Der rechte Teil der in F i g. 2 gezeigten Schaltung ist auch in F i g. 4 dargestellt, und zwar zusammen mit einer Ausführungsform für eine automatische Einheit 11' zum automatischen Bilden des oben erwähnten Mittelwerts. Die automatische Einheit It' enthält ein Leitwerk 12a, das sowohl den Phasenschieber 10 als auch einen Phasenmesser 13a steuert Ein Entfernungsmeßvorgang wird vielfach so ausgeführt, daß der Sender 9 kontinuierlich mit dem modulierten Signal gespeist und der Phasenmesser 13a an passenden Zeitpunkten aktiviert wird, um die Phase des einfallenden Signals zu

messen. Gleichzeitig steuert das Leitwerk 12« auch eine Schaltstufe 14//, durch die der interne und der externe Meßweg in die Schaltung eingefügt werden. Das Ausgangssignal des Phasenmessers 13a wird dann einem Mittelwertbildner 16a für die Bildung eines Mittelwertes zugeführt, was wahlweise über einen Serie-Parallel-Wandler 17a geschieht, wenn der Phasenmesser 13a beispielsweise zu der Bauart gehört, die über eine vorgegebene Zeitdauer hinweg eine Serie vom Impulsen abgibt, deren Anzahl die Phase darstellt, und wenn der Mittelwertbildner 16,/ beispielsweise eine /eniraleinheit für die Datenverarbeitung mit parallelen Hingängen ist. Der Miltelwertbildner 16;/ kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß er die Ergebnisse einer vorgegebenen Anzahl von Messungen in verschiedenen Speichern festhält, worauf er den Mittelwert bildet und das erhaltene Ergebnis einer Anzeigeeinrichtung 18;/ zuführt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Leitwerk 12,7 so ausgebildet, daß es einen Impuls erstens an den Phasenschieber 10 für die Änderung der Phase und zweitens an die .Schaltstufe 14,/ für die Messung des internen Weges abgibt.

Sodann sendet das Leitwerk 12a einen Impuls zum Phasenmesser 13;/. der eine Eichmessung durchführt, worauf das Leitwerk 12;/ einen Impuls an die Schaltstufe 14.7 für die Messung auf dem externen Weg und schließlich ein Signa! an den Phasenmesscr 13a für die Auslösung des tatsächlichen Phascnmeßvorgangs abgibt, dessen Ergebnis einem Speicher im Mittelwertbildner 16a zugeführt wird. Nach Beendigung des Einlesens wird der Mittelwertbildner 16a so gesteuert, daß er auf den nächsten Speicher umschaltet, so daß dieser Speicher bereit ist. Information über den nächsten Entfernungsmeßvorgang aufzunehmen. Sodann beginnt der Arbeitszyklus des Leitwerks 12a von neuem. Nach einer vorgegebene.i Anzahl solcher Arbeitszyklen wird der Mittelwertbildner 16a so gesteuert, daß er den Mittelwert aus den in seinen verschiedenen Speichern festgehaltenen Entfernungsmeßwerten bildet, und dieser Mittelwert wird dann der Anzeigeeinrichtung lS-a zugeführt, die ihn in üblicher Weise zur Anzeige bringt.

uer rviiueiweribiiuiiei iöa kann auch /.u uci Eiaudii gehören, bei der kontinuierlich Mittelwerte aus der jeweils eintreffenden Meßinformation und einem aus Messungen in vorangehenden Me3reihen berechneten Mittelwert gebildet werden, wobei die Anzahl der durchgeführten Messungen Berücksichtigung findet. Ein Mittelwertrechner dieser Bauart ist in der prioritätsälteren Anmeldung P 28 13 787.3-35 beschrieben. Die oben beschriebene Arbeitsfolge des Leitwerks 12a kann auch bei Verwendung eines Mittelwertbildners der kontinuierlichen Bauart in Anwendung kommen mit der einzigen Ausnahme, daß der berechnete Mittelwert während der Mittelwertbildung kontinuierlich zur Anzeige gebracht werden kann, wobei nach Durchführung einer vorgegebenen Anzahl von Meßvorgängen der letzte berechnete Mittelwert an der Anzeigeeinrichtung 18a festgehalten und davon abgelesen werden kann.

In Fig.5 ist eine weitere Ausführungsform für eine Automatikeinheit 11" für eine automatische Mittelwertbildung veranschaulicht Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für solche Phasenmesser 13a, bei denen die gemessene Phase durch eine Serie von Impulsen dargestellt wird, die während einer vorgegebenen Zeitdauer abgegeben werden und deren Anzahl ein Maß für die gemessene Entfernung dargestellt In Fig.5 steuert ein Leitwerk 19 den Phasenschieber 10,

den Phasenmesscr 13;i liikI die Schaltstufe 14,/ in der gleichen Weise, wie dies oben in Verbindung mit dem Leitwerk 12,-ider in Γ" i g. 4 gezeigten Ausführungsform beschrieben ist. Die vom Phasenmesser 13;/ während der vorgegebenen Zeitdauer eintreffenden Impulse ■■ werden in F i g. 5 einem Ringzähler 20 zugeführt. Wenn die vorgegebei.e Anzahl der in einer Rnlfernungsnieß· serie durchzuführenden Meßvorgänge mit /V bezeichnet wird, dann ist der Ringzähler 20 so ausgelegt, daß er jeweils nach jedem ΛΖ-ten Eingansisimpuls einen κ Ausgangsimpiils abgibt, der einem /ahler 21 zugcluhrl wird. Sobald /V Meßvorgiinge durchgeführt sind. befindet sich der Mittelwert dieser Messungen im Zähler 21. iintl er kann dann inner Steuerung dureh das Leitwerk 19 über eine I.eilung 2i durch eine > Anzeigeeinrichtung 22 zur Λιι/eige gebracht werden.

In einer Abwandlung der oben he^hnebenen Aiisf'.ihriüv'si'.irnvjn k:inn ei!¹.¹-' erst*¹ ! '■ hn^'ssum* durchgeführt werden, worauf dann eine erste Serie von Lntfernungsmessimgen zum jeweiligen Ziel mit der :* gleichen Phase vorgenommen wird, worauf dann der Phasenschieber 10 auf die andere Phase umschaltet und eine neuerliche Eichmessung mn einer anschlie.knden weiteren Serie v^n Entfernungsmessungen zur Durchführung kommt. Aus diesen verschiedenen Entfernungsmessungen wird uer Mittelwert gebildet.

Weiter ist es möglich, den Phasenschieber 10 so auszulegen, daß jeweils eine vorgegebene, kleine Phasenverschiebung zwischen jedes Paar von Mcßzyklen mit einer Phasenänderung von Ι80^π dazwischen eingefügt wird.

In der vorstehenden Beschreibung ist angenommen worden, daß jeweils eine gleiche Anzahl von Messungen inn den relativ zueinander um IHO verdrehten Phasen dm\ hgeführt werden, ledoch versteht es sich, dall auch eine unterschiedliche \nzahl von Messungen mit dem l'haseiischicbei 10 in leder Phasenlage vorgenommen werden kann, wobei dann das Ergebnis dieser Messungen in Abhängigkeit von der Anzahl der in leder Phase durchgeliihrlen Messungen /\\ gegenseitigem AiisjjIimi-Ii jri'hrin'hi w i-rdiMi kann. [5er Aulbau kann auch so getroffen werden, daß der Mittelwert durch die in leder Phase durchgeführten Messungen als solche gebildet wird, worauf dann der Mittelwert zu dem berechneten Mittelwert für die Messungen in jeder Messungsgriippe gebildet wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ausgleichen von Störungen, die auf Streukopplung zwischen den internen Schaltungsteilen eines Entfernungsmessers des Phasenmessungstyps mit einem Empfängerabschnitt und einem Senderabschnitt zurückgehen, bei dem die Phasenmessung an vom Senderabschnitt ausgesandter, an einem Meßziel reflektierter und vom Empfängerabschnitt aufgefangener modulierter elektromagnetischer Strahlung in bezug auf ein Signal durchgeführt wird, das vom Senderabschnitt zum Empfängerabschnitt über eine Entfernung von bekannter Länge übertragen wird und bei seiner Aussendung in Frequenz und Phase mit der zum Meßziel ausgesandten elektromagnetischen Strahlung übereinstimmt, wobei wenigstens zwei Gruppen von ge'rennten Entfernungsmessungen durchgeführt werden, von denen jede Gruppe wenigstens einen Meßvorgang umfaßt, wobei für jedes Paar von Gruppen die eine Messungsgruppe unter Speisung des Senders im Senderabschnitt mit einem Meßsignal mit bestimmten Parametern und die andere Messungsgruppe unter Speisung des Senders im Senderabschnitt mit einem Mtßsignal mit geändertem Parameter durchgeführt und der Mittelwert aus den Mittelwerten der Meßergebnisse in jeder Messungsgruppe gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der geänderte Parameter bei der anderen Messungsgruppe aus einer gegenüber der Phase des Meßsi^nals bei der einen Messungsgruppe um .'80° verschobenen Phase besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Messungsgruppe die gleiche Anzahl von Messungen durchgeführt und der Mittelwert aus dem Ergebnis aller Meßvorgänge gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen Messungsgruppen alternierend zu verschiedenen Messungsgruppet,· gehörende Messungen durchgeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verschiedenen Messungsgruppen gehörenden Messungen so durchgeführt werden, daß alle Messungen in jeder Gruppe als solcher in einer Serie erfolgen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Paaren von Meüsungsgruppen durchgeführt wird, wobei zwischen jedem Paar von Messungsgruppen eine vorgegebene Phasenverschiebung eingeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung in der Endstufe des Senders im Senderabschnitt vorgenommen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Stufen im Senderabschnitt, in denen die Phase während Entfernungsmessungen in der ersten Phase von der Phase während Entfernungsmessungen in der zweiten Phase verschieden ist, durch ähnliche Stufen verdoppelt werden, die in Gegenphase zu den jeweiligen ordentlichen Stufen betrieben werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein steuerbarer Phasenschieber (10) vorgesehen ist, der die Phase des Meßsignals für den Sender (9) des Senderabschnitts umkehrt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber (10) eine den Sender (9) speisende Endverstärkerstufe (8) steuert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ίο gekennzeichnet, daß der Phasenschieber (10) eine Schaltstufe (14) mit einem Steuereingang aufweist, die in Signalrichtung gesehen vor der Endstufe des Senders (9) im Senderabschnitt liegt und die das ihr zugeführte Eingangssignal an ihrem Ausgang bei Anlage einer ersten Art von Steuersignal an ihrem Steuereingang in einer ersten Phase und bei Anlage einer zweiten Art von Steuersignal an ihrem Steuereingang in der entgegengesetzten Phase abgibt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber (10) so ausgebildet ist, daß er eine zusätzliche, wählbare Phasenverschiebung des Meßsignals für den Sender (9) im Senderabschnitt bewirkt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Baustufen (8, 9) im Senderabschnitt, deren Betriebsmodus durch eine im Phasenschieber (10) vorgenom- mene Phasenverschiebung beeinflußt wird, durch Baustufen (12, 13) von analoger Bauart dupliziert sind, die mit einem Signal betrieben werden, das gegenphasig zu dem Signal ist, mit dem die jeweilige duplizierte Baustufe betrieben wird.

ü

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Automatikeinheit (ll'j 11") mit einem Mittelwertbildner (16a;20, 21) vorgesehen ist, die den Phasenschieber (10) und eine Einheit (13a, 14a^im Entfernungsmesser steuert,

■»ο um getrennte Entfernungsmeßvorgänge durchzuführen und den Mittelwert der bei den verschiedenen Meßvorgängen für eine vorgegebene Folge von Entfernungsmeßvorgängen erhaltenen Meßergebnisse zu berechnen.