Przedmiotem wynalazku jest uklad elektryczny dalmierza -elektromagnetycznego, mierzacego od¬ leglosc na zasadzie emisji i odbioru odbitej od celu zmodulowanej wiazki mikrofalowej lub swie¬ tlnej. 5 Znany jest uklad dalmierza elektromagnetyczne¬ go dzialajacego na zasadzie pomiaru przesuniecia fazy sygnalu modulujacego, który zawiera nadaj¬ nik i .odbiornik zmodulowanego sygnalu elektro¬ magnetycznego, polaczone z mikrofalowym lub io optycznym ukladem nadawczo-odbiorczym, mier¬ nik fazy dzialajacy bezposrednio badz na obnizo¬ nej czestotliwosci, badz kompensacyjny, polaczo¬ ny z nadajnikiem i odbiornikiem oraz generator wzorcowy stanowiacy zródlo harmonicznego sy¬ gnalu modulujacego, doprowadzanego do nadaj¬ nika.Inny, .znany uklad dalmierza dzialajacego na za¬ sadzie pomiaru czestotliwosci modulujacej zawie¬ ra nadajnik i odbiornik zmodulowanego sygnalu elektrycznego, polaczone z ukladem nadawczo-od¬ biorczym oraz z detektorem ekstremalnej wartosci przesuniecia fazy, miernik czestotliwosci modulu¬ jacej polaczmy z nadajnikiem oraz generator wzorcowy stanowiacy isódlo wzorcowych odste¬ pów czasu dla miernika czestotliwosci, lub zródlo czestotLnwosci -fea&ibmjaeyeh ten miernik.Znany jest as&smiei uklad dalmierza wykorzy¬ stujacego pomiar odstepu ^czasu zawierajacy nadaj¬ nik i odbiaoomik jjmodillowaiaej impulsowo wiazki 15 20 2 elektroinagnetycznej, polaczone z ukiadem nada¬ wczo-odbiorczym, miernik odstepu czasu ptolaezp- ny z nadajnikiem i odbiornikiem oraz g$oe?ator wzorcowy stanowiacy zródlo czestotliwosci w^or*" eowej dla miernika odstepu czasu.Istotnym elementem skladowym wsry^Odcfc da¬ nych ukladów dalmierzy jest generator wzorco¬ wy, wykonywany jako termostatowany, badz ter- mokompensowany generator kwarcowy. ry takie wykazuja szereg wad z punktu widzenia zastosowania w dalmierzach: nieregularpae starze¬ nie rezonatorów kwarcowych, bezwladnosc cieplna termostatów, nierównosc cieplnych stajycb czaso¬ wych elementów kompensujacych oraz r^ezonaio- ra i wystepowanie termicznych stanów nieustalo¬ nych w rezonatorach. W rezultacie, w ^czase wy¬ konywania pomiarów odleglosci generatory ws#r- cowe wykazuja uchyb czestotliwosci 'bedacy bez¬ posrednia przyczyna powstawania fclejdu ^kató, wplywajacego w najwiekszym Ropniu na calko¬ wity blad pomiaru, zwlaszcza przy pomiai^€fe od¬ leglosci przekraczajacych 1 km.Znane dotychczas sposoby realizacji P4»a&ja*$w odleglosci prowadzace do zmniejszenia bledu ak?li opieraja sie glównie na przestrzeganiu proeadysry legalizacyjnej. Procedura ta polega na okresowym zdejmowaniu termicznej charaJptery^tyki ^ze&totli- wosci generatora wzorcowego w labwatoria^b j^«- galizacyjnych. Na podstawie zdjetej ten^ic^ttej charakterystyki ezejstotUwosci wyznacza &$ jaa* 128231128 231 3 ¦';¦ ":: \ v;:; / ' ' . : <¦• L " ' - ;. \ 4 stapnie poprawke na uchyb czestotliwosci genera¬ tora wzorcowego wystepujacy w trakcie wykony¬ wania pomiarów odleglosci.Prace legalizacyjne wymagaja kosztownej apa¬ ratury i sa bardzo pracochlonne^ Ponadto, wskaza¬ ne wady generatorów wzorcowych sprawiaja, iz zdejmowane okresowo charakterystyki nie obowia¬ zuja w trakcie wykonywania pomiarów w warun¬ kach polowych.Znany jest równiez sposób realizacji pomiarów odleglosci zmniejszajacy blad skali polegajacy na kilikupunktowej kalibracji falomierza, stanowiace¬ go element dalmierza, generatorem kwarcowym, którego czestotliwosc okresowo kontroluje sie w oparciu o odrebny sygnal emisji czestotliwosci wzorcowej. Sposób ten wymaga klopotliwych recz¬ nych operacji i nie zapewnia zadowalajacej po¬ prawy dokladnosci pomiarów ze wzgledu na dwu¬ etapowe porównanie czestotliwosci i niska doklad¬ nosc interpretacji w falomierzu.Znany jest ponadto sposób realizacji pomiarów odleglosci zmniejszajacy blad skali polegajacy na zmierzeniu czestotliwosci generatora wzorcowego w trakcie wykonywania pomiaru odleglosci na sta¬ nowisku polowym, a nastepnie wyznaczeniu po¬ prawki na uchyb czestotliwosci wzorcowej. Po¬ miary czestotliwosci najdogodniej jest przeprowa¬ dzac za pomoca cyfrowego miernika czestotliwosci wykorzystujacego emisje czestotliwosci wzorcowej.Wada tego sposobu jest koniecznosc stosowania dodatkowego przyrzadu oraz wykonywania obli¬ czen opózniajacych uzyskanie dokladnego wyniku pomiaru odleglosci.Istota ukladu dalmierza elektromagnetycznego dzialajacego na zasadzie pomiaru przesuniecia fa¬ zy polega na tym, ze jest on wyposazony w od¬ biornik emisji czestotliwosci wzorcowej polaczony z jednym z wejsc ukladu automatycznej regulacji fazy, którego wyjscie polaczone jest z wejsciem generatora wzorcowego przestrajanego elektrycz¬ nie, i którego drugie wejscie polaczone jest po¬ przez dzielnik czestotliwosci z wyjsciem tego ge¬ neratora, a ponadto do wyjscia generatora wzorco¬ wego dolaczone jest wejscie nastawnego ukladu wejscia nadajnika.Zgodnie z wynalazkiem drugie wejscie ukladu automatycznej regulacji fazy polaczone jest po¬ przez nastawny uklad ' syntezy czestotliwosci z wyjsciem generatora wzorcowego dolaczonym bezposrednio do wejscia nadajnika. W wariancie rozwiazania drugie wejscie ukladu automatycznej regulacji fazy polaczone jest poprzez dzielnik cze¬ stotliwosci z wyjsciem generatora wzorcowego do¬ laczonym do wejscia nadajnika, przy czym do wyjscia miernika fazy dolaczony jest uklad aryt¬ metyczny.Istota ukladu dalmierza elektromagnetycznego dzialajacego na zasadzie pomiaru czestotliwosci polega na tym, ze jest on wyposazony w odbior¬ nik emisji czestotliwosci wzorcowej polaczony z jednym z 'wejsc ukladu automatycznej regulacji fazy, którego wyiscie polaczone jest z wejsciem generatora wzorcowego przestrajanego elektrycz¬ nie, i którego drugie wejscie poprzez dzielnik cze¬ stotliwosci polaczone jest z wyjsciem tego gene¬ ratora dolaczonym do trzeciego wejscia cyfrowe¬ go miernika czestotliwosci.Istota ukladu dalmierza elektromagnetycznego dzialajacego na zasadzie pomiaru czasu polega na tym, ze wyposazony jest on w odbiornik emisji czestotliwosci wzorcowej polaczony z jednym z wejsc ukladu automatycznej regulacji fazy, które- rego wyjscie polaczone jest z wejsciem generato¬ ra wzorcowego przestrajanego elektrycznie, i któ¬ rego drugie wejscie poprzez dzielnik czestotliwos¬ ci polaczone jest z wyjsciem tego generatora do¬ laczonym do trzeciego wejscia cyfrowego miernika czasu.Rozwiazanie wedlug wynalazku zapewnia auto¬ matycznie zmniejszenie o kilka rzedów wielkosci bledu skali, a zwlaszcza jego skladowej systema¬ tycznej. - Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy ukladu dalmierza wykorzystujacego przesuniecia fazy sygnalu mo¬ dulujacego, fig. 2 przedstawia schemat blokowy tego dalmierza stanowiacy wariant rozwiazania, w którym generator wzorcowy generuje sygnal o czestotliwosci dostosowanej do predkosci fali elektromagnetycznej w osrodku, a fig. 3 — wa¬ riant rozwiazania, w którym generator wzorcowy generuje sygnal o stalej czestotliwosci, fig. 4 przedstawia schemat blokowy ukladu dalmierza dzialajacego na zasadzie pomiaru czestotliwosci, a fig. 5 — schemat blokowy ukladu dalmierza dzialajacego na zasadzie pomiaru czasu.Nadajnik 1 i odbiornik 2 zmodulowanego sygna¬ lu elektromagnetycznego w dalmierzu dzialaja¬ cym na zasadzie pomiaru przesuniecia fazy sy¬ gnalu modulujacego polaczone sa z mikrofalowym lub optycznym ukladem nadawczo-odbiorczym . 3 i z miernikiem fazy 4. Ponadto uklad zawiera odbiornik emisji czestotliwosci wzorcowej 5, któ¬ ry jest polaczony z ukladem automatycznej regu¬ lacji fazy 6, w* którym nastepuje porównanie nie chwilowych faz sygnalu wzorcowego oraz sy¬ gnalu pochodzacego z dzielnika czestotliwosci 7 polaczonego z wyjsciem generatora kwarcowego 8 przestrajanym elektrycznie. Wejscie generatora 8 dolaczone jest do ukladu automatycznej regulacji fazy dla doprowadzenia sygnalu regulacyjnego do¬ strajajacego jego czestotliwosc z zerowym bledem statycznym w stosunku do emisji wzorcowej.Jako generator 8 zastosowano generator typu TCVCXO, co pozwala na zachowanie przez dal¬ mierz • wlasnosci metrologicznych typowych dla znanych dotychczas konstrukcji w przypadki, bra¬ ku badz niezadawalajacego odbioru sygnalu emi-t sji wzorcowej. Na wyjsciu dzielnika czestotliwos¬ ci 7 wytwarzany jest sygnal o czestotliwosci 500 Hz, co umozliwia wykorzystanie wiekszosci swiatowych emisji czestotliwosci wzorcowej. Ge¬ nerator 8 generuje sygnal p czestotliwosci bedacej calkowita wielokrotnoscia 500 Hz i dlugosc fali w osrodku odpowiadajaca czestotliwosci modulujacej fale elektromagnetyczna nie stanowi calkowitej wielo- badz podwielokrotnosci 1 m. Aby wynik pomiaru fazy byl bezposrednio interpretowany ja¬ ko miara odleglosci celu wyrazona w jednostkach dlugosci, pomiedzy generator 8 i nadajnik 1 wla- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60128 5 czony jest nastawny uklad syntezy czestotliwos¬ ci 9,. wytwarzajacy sygnal modulujacy o czestotli¬ wosci, której odpowiada dogodna dlugosc fali w osrodku.W wariancie rozwiazania przedstawionym na fig. 2 zastosowano nastawny uklad syntezy czesto¬ tliwosci 10, wytwarzajacy sygnal o czestotliwosci 500 Hz wlaczony pomiedzy generator 8 oraz uklad automatycznej regulacji fazy 6. W tym rozwiaza¬ niu generator 8 polaczony bezposrednio z nadaj¬ nikiem 1 pracuje na czestotliwosci zapewniajacej dogodna dlugosc fali w osrodku.W innym wariancie rozwiazania przedstawio¬ nym na fig. 3, majacym zastosowanie w dalmie¬ rzach wyposazonych w cyfrowe mierniki fazy, za¬ stosowano uklad arytmetyczny 11 polaczony z wejsciami cyfrowymi miernika fazy 4 przelicza¬ jacy — przez mnozenie badz dzielenie przez zada¬ wana stala — wynik pomiaru z uwzglednieniem sredniego, lub zadanego wspólczynnika refrakcji osrodka. Generator 8 polaczony z wejsciem dziel¬ nika czestotliwosci 7 ma wyjscie dolaczone bez¬ posrednio do wejscia nadajnika 1 i generuje sy¬ gnal o czestotliwosci bedacej calkowita wielokrot¬ noscia 500 Hz.W dalmierzu dzialajacym na zasadzie pomiaru czestotliwosci przedstawionym na fig. 4 nadajnik 1, i odbiornik 2 polaczone sa z ukladem nadawczo- -odbiorczym 3 i z detektorem ekstremalnej war¬ tosci przesuniecia fazy 12, który polaczony jest z cyfrowym miernikiem czestotliwosci 13 mierzacym czestotliwosci sygnalu doprowadzanego z nadajni¬ ka. Odbiornik emisji czestotliwosci wzorcowej 5 polaczony jest z jednym z wejsc ukladu automa¬ tycznej regulacji fazy 6. W tym przypadku gene¬ rator wzorcowy 8 generujacy sygnal o czestotli¬ wosci bedacej pelna* wielokrotnoscia 500 Hz dola¬ czony do wyjscia ukladu automatycznej regulacji fazy 6, a do jego wejscia poprzez dzielnik czesto¬ tliwosci 7, ma wyjscie polaczone z cyfrowym miernikiem czestotliwosci 13. Generator 8 jest zródlem wzorcowych odstepów czasu dla cyfro¬ wego miernika czestotliwosci 13.W dalmierzu dzialajacym na zasadzie pomiaru czasu przedstawionym na fig. 5 nadajnik 1 i od¬ biornik 2 polaczone sa z cyfrowym miernikiem odstepu czasu14. .Do trzeciego wejscia tego miernika 14 dolaczo¬ ne jest wyjscie generatora 8, który dolaczony jest do wyjscia ukladu automatycznej regulacji fazy 6 i do jego wejscia poprzez dzielnik czestotliwosci 7.Do drugiego wejscia ukladu automatycznej regu¬ lacji fazy 6 odlaczone jest wyjscie odbiornika emisji czestotliwosci wzorcowej 5.Generator 8 stanowi zródlo czestotliwosci wzor¬ cowej dla cyfrowego miernika czasu 14.Zastrzezenia, patentowe 1. Uklad elektryczny dalmierza elektromagne¬ tycznego dzialajacego na zasadzie pomiaru prze¬ suniecia fazy skladajacysie z generatora wzorco¬ wego i nadajnika, którego jedjio wyjscie jest po¬ laczone poprzez uklad nadawczo-odbiorczy z wejs¬ ciem odbiornika, a drugie wyjscie i wyjscie od¬ biornika dolaczone jest do wejsc miernika fazy, znamienny tym, ze zawiera odbiornik emisji cze- 231 6 stotliwosci wzorcowej (5) polaczony z jednym z wejsc ukladu automatycznej regulacji fazy (6), ktprego wyjscie polaczone jest z wejsciem genera¬ tora wzorcowego (8) przestrajanego elektrycznie, 5 # i którego drugie wejscie polaczone jest poprzez dzielnik czestotliwosci (7) z wyjsciem tego gene? ratora <8), a ponadto do wyjscia generatora wzor¬ cowego dolaczone jest wejscie nastawnego ukladu syntezy czestotliwosci (9) dolaczonego wyjsciem do io wejscia nadajnika (1). 2. Uklad elektryczny dalmierza elektromagne¬ tycznego dzialajacego na zasadzie pomiaru przesu¬ niecia fazy skladajacy sie z generatora wzorcowe¬ go i nadajnika, którego jedno wyjscie polaczone 15 jest poprzez uklad nadawczo-odbiorczy z wejsciem odbiornika, a drugie wyjscie i wyjscie odbiornika dolaczone sa do wejsc miernika fazy, znamienny tym, ze zawiera odbiornik emisji czestotliwosci wzorcowej (5) polaczony z jednym z wejsc ukladu 20 automatycznej regulacji fazy (6), którego wyjscie polaczone jest z wejsciem generatora wzorcowego (8) przestrajanego elektrycznie, i którego drugie wejscie poprzez nastawny uklad syntezy czestotli¬ wosci (10) polaczone jest z wyjsciem generatora 25 wzorc°wego_ (i8) dolaczonym bezposrednio do wejs¬ cia nadajnika (1). 3.; Uklad elektryczny dalmierza elektromagne¬ tycznego dzialajacego na zasadzie pomiaru prze¬ suniecia fazy skladajacy sie z generatora wzorco- 30 wego i nadajnika, którego jedno wyjscie polaczo¬ ne jest poprzez uklad nadawczo-odbiorczy z wejs¬ ciem odbiornika, a drugie wyjscie i wyjscie od¬ biornika dolaczone sa do wejsc miernika fazy, znamienny tym, ze zawiera odbiornik emisji cze¬ stotliwosci wzorcowej (5) polaczony z jednym z wejsc ukladu automatycznej regulacji fazy (6), którego wyjscie polaczone jest z wejsciem gene¬ ratora wzorcowego przestrajanego elektrycznie (8), i którego drugie wejscie poprzez dzielnik czesto¬ tliwosci (7) polaczone jest z wyjsciem tego gene¬ ratora (8) dolaczonym do wejscia nadajnika (1), a ponadto do wyjscia miernika fazy (4) dolaczony jest uklad arytmetyczny (11). 4. Uklad elektryczny dalmierza elektromagne¬ tycznego dzialajacego na zasadzie pomiaru czesto¬ tliwosci skladajacy sie z generatora wzorcowego i nadajnika którego jedno wyjscie polaczone jest poprzez uklad nadawczo-odbiorczy z wejsciem od¬ biornika, a drugie wyjscie i wyjscie odbiornika do¬ laczone jest do wejsc detektora ekstremalnej war- 50 tosci przesuniecia fazy, o wyjsciu * dolaczonym do jednego wejscia cyfrowego miernika czestotliwosci, którego drugie wejscie polaczone jest z trzecim wyjsciem nadajnika, znamienny tym, ze zawiera odbiornik emisji czestotliwosci wzorcowej (5) po- 55 laczony z jednym z wejsc ukladu automatycznej regulacji fazy (6), którego wyjscie polaczone jest z wejsciem generatora wzorcowego (8) przestraja¬ nego elektrycznie, i którego drugie wejscie poprzez dzielnik czestotliwosci ,(7) polaczone jest z wyjs- 6o ciem tego generatora dolaczonym do trzeciego wejscia cyfrowego miernika czestotliwosci (13). 5. Uklad elektryczny dalmierza elektromagne- tyczneego dzialajacego na zasadzie pomiaru czasu skladajacy sie z generatora wzorcowego i nadaj- 65 nika, którego jedno wyjscie polaczone jest poprzez128 231- uklad nadawczo-odbiorczy z wejsciem odbiornika, a drugie wyjscie i wyjscie odbiornika dolaczone sa do wejsc cyfrowego miernika czasu, znamienny tym, ze zawiera odbiornik emisji czestotliwosci wzorcowej (5) polaczony z jednym z wejsc ukla¬ du automatycznej regulacji fazy (6), którego wyjs- 8 cie polaczone jest z wejsciem generatora wzorco¬ wego (8) przestrajanego elektrycznie, i którego drugie wejscie poprzez dzielnik czestotliwosci (7) polaczone jest z wyjsciem tego generatora (8) do¬ laczonym do trzeciego wejscia cyfrowego miernika czasu (14). 5 [ * i i i i i ) ( , , , , | ' » | fe 7 U t a Li \ 9 1 3 [ T} A~2~\ FK3.1 / 5 T}fiF L8 -1 i 3 \ *E FJG.2 • 5 6 7 ¦ 91. x* _8_ 1 t I i 1 _Li_ 3 ~4~ 11 ~2~[ FIG 312S 231 8 t ; i -43 ¦A 2 12 M5 7k 13 FIG. 4 y 5 6 7 j 3j 1 -^ i i i i i v 3 ~vT •*— 2 FIG. 5 PL