RU1818532C - Levelling automatic device - Google Patents

Levelling automatic device

Info

Publication number
RU1818532C
RU1818532C SU4931885A RU1818532C RU 1818532 C RU1818532 C RU 1818532C SU 4931885 A SU4931885 A SU 4931885A RU 1818532 C RU1818532 C RU 1818532C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sections
lens
rail
scale
photodetectors
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Григорий Айзикович Фельдман
Original Assignee
Центральный научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии им.Ф.Н.Красовского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральный научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии им.Ф.Н.Красовского filed Critical Центральный научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии им.Ф.Н.Красовского
Priority to SU4931885 priority Critical patent/RU1818532C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1818532C publication Critical patent/RU1818532C/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Применение в геодезических измерени х . Сущность изобретени : устройство содержит шкалу рейки, выполненной разделенной на несколько равных горизонтальных участков, каждый из которых выполнен с двум  вертикальными штрихами и наклонными штрихом между ними, измерительный канал выполнен с последовательно расположенными одной или двум  диафрагмами, узлом развертки и вертикальной щелью, бил.Application in geodetic measurements. SUMMARY OF THE INVENTION: the device comprises a staff scale divided into several equal horizontal sections, each of which is made with two vertical strokes and an inclined stroke between them, the measuring channel is made with one or two diaphragms in series, a sweep unit and a vertical slit, beat.

Description

Изобретение относитс  к геодезическим приборам, а именно к устройствам дл  автоматического нивелировани .The invention relates to geodetic instruments, in particular to devices for automatic leveling.

Целью насто щего изобретени   вл етс  устранение указанного недостатка и упрощение конструкции устройства.The aim of the present invention is to remedy this drawback and simplify the design of the device.

На фиг. 1 приведена схема предложенного автоматического нивелира. Нивелир имеет рейку 1, разделенную на п равных горизонтальных участков (п 3-5), имеющих общие вертикальные штрихи, например , кра  рейки, и наклонные штрихи между ними на каждом участке, объектив 5 с фокусным рассто нием ГоБ., компенсатор 6, выполненный в виде свободного подвешенного на рассто нии f об/2 от объектива плоского вертикального зеркала, светоделительный блок 7, который может быть укреплен на последней поверхности объектива, визирный 8 и измерительный 9 оптические тракты.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed automatic level. The level has a lath 1, divided into n equal horizontal sections (n 3-5), having common vertical strokes, for example, the edges of the lath, and inclined strokes between them in each section, lens 5 with a focal length of HO., Compensator 6, made in the form of a free vertical vertical mirror suspended at a distance f f / 2 from the lens, a beam splitting unit 7, which can be mounted on the last surface of the lens, is a sighting 8 and measuring 9 optical paths.

В измерительном тракте в фокальной плоскости объектива установлена горизонтальна  узка  диафрагма пол  зрени  10, сопр женна  оптически компонентами 11 с вертикальной щелью 12. Между компонентами 11 расположено развертывающее устройство 13 (например, вращающеес  вокруг вертикальной оси плоское зеркало). За вертикальной щелью 12 установлен фотоприемник 14, включенный в электронно- логический блок 15.In the measuring path, in the focal plane of the lens, a horizontal narrow aperture diaphragm 10 is mounted, which is optically coupled by components 11 with a vertical slit 12. Between components 11 is a deployment device 13 (for example, a flat mirror rotating around a vertical axis). Behind the vertical slit 12, a photodetector 14 is installed, which is included in the electronic logic unit 15.

Электронно-логический блок 15 может быть выполнен, например, с использованием известного в технике метода врем им- пульсной обработки сигнала, что дает возможность получить выходную информацию в цифровом виде. В этом случае он должен включать усилитель фототока 16, амплитудный дискриминатор 17, дифференцирующие цепи 18, 25, детекторы 19, 26, триггеры 20, 27, кварцевый генератор 21, генератор заполн ющий импульсов 22, схемы совпадени  23, 28. счетчики 24, 29 устройство ввода грубого отсчета (п) 30, вычислитель 31, индикатор 32, пам ть 33.The electronic logic unit 15 can be performed, for example, using the pulse-time signal processing method known in the art, which makes it possible to obtain output information in digital form. In this case, it should include a photocurrent amplifier 16, an amplitude discriminator 17, differentiating circuits 18, 25, detectors 19, 26, triggers 20, 27, a crystal oscillator 21, a pulse filling generator 22, matching circuits 23, 28. counters 24, 29 coarse input device (p) 30, calculator 31, indicator 32, memory 33.

со Сwith C

со соwith

OIOi

CJCj

кto

Работает нивелир следующим образом. После наведени  на рейку 1 и фокусировки, котора  осуществл етс  осевым перемещением компенсатора 6, включаетс  развертывающее устройство 13. При попадании изображений штрихов рейки на вертикальную щель 12 с фотоприемника 14 снимаютс  импульсы фототока, которые поступают в электронно-логический блок 15.The level works as follows. After aiming at the rail 1 and focusing, which is carried out by axial movement of the compensator 6, the deployment device 13 is turned on. When images of the strokes of the rail hit the vertical slit 12, the photo current pulses are removed from the photodetector 14 and fed to the electronic logic unit 15.

Последовательность преобразовани  сигналов в электронно-логическом блоке показана на фиг.2.The signal conversion sequence in the electronic logic unit is shown in Fig. 2.

С выхода усилител  1 б сигналы поступают на амплитудный дискриминатор 17 и через дифференцирующую цепь 18 подаютс  на детектор 19. Импульсы положительной пол рности управл ют работой триггера 20, формирующего стробирующий импульс с длительностью t. Выход триггера 20 подключен к одному из входов схемы совпадени  23, другой вход которой св зан с генератором заполн ющих импульсов 22, стабилизированным с помощью кварцевого генератора 21. Таким образом, с выхода схемы совпадени  23 на счетчик 24 поступает пачка импульсов N, число которых соответствует измер емому на рейке отрезку Г (см.фиг.3). Дл  получени  пачки импульсов No, число которых соответствует отрезку I (ширина рейки), стробирующий импульс с выхода триггера 20 подаетс  на дифференцирующую цепь 25. Далее через детектор 26 импульсы подаютс  на триггер 27, с выхода которого снимаетс  стробирующий импульс , длительностью to. Так как выход триггера 27 подключен к схеме совпадени  28, на другой вход которой поступают импульсы заполн ющей частоты, на вход счетчика 29 поступит пачка импульсов N0. Величины N и No, а также грубый отсчет п соответствующий номеру целого участка рейки и подаваемый с устройства ввода 30, поступают на вычитатель 31. В результате обработки в вычитателе 31 получают отсчет по рейке, соответствующий горизонту инструмента,From the output of amplifier 1b, the signals are fed to the amplitude discriminator 17 and fed through the differentiating circuit 18 to the detector 19. The positive polarity pulses control the operation of the trigger 20, which forms a gating pulse with a duration t. The output of the trigger 20 is connected to one of the inputs of the matching circuit 23, the other input of which is connected to the filling pulse generator 22 stabilized by a crystal oscillator 21. Thus, from the output of the matching circuit 23, a pulse train N arrives at counter 24, the number of which corresponds to segment Г measured on a rail (see Fig. 3). To obtain a burst of pulses No, the number of which corresponds to segment I (the width of the rail), the gating pulse from the output of the trigger 20 is supplied to the differentiating circuit 25. Then, through the detector 26, the pulses are fed to the trigger 27, from the output of which a gating pulse of duration to is taken. Since the output of flip-flop 27 is connected to coincidence circuit 28, at the other input of which pulses of the filling frequency are supplied, a burst of pulses N0 will be received at the input of counter 29. The values of N and No, as well as a rough reference n corresponding to the number of the whole section of the staff and supplied from the input device 30, are sent to the subtractor 31. As a result of processing, the subtract 31 receives a reference on the staff corresponding to the horizon of the tool,

HI A L (n + -rr-), а также рассто ние доHI A L (n + -rr-), as well as the distance to

NoNo

I/ рейки D (-:-- +1) f o6 + 5. В эти формулыI / slats D (-: - +1) f o6 + 5. In these formulas

NoNo

вход т посто нные конструктивные параметры:Constant design parameters are included:

Д L - длина участков рейки;D L - the length of the planks;

| ум| mind

К , где в свою очередь, I ширина рейки, ум - частота заполн ющих импульсов, Гц - увеличение сопр гающей системы 11, Р - число оборотов зеркала 13, f o6. - фокусное рассто ние обьектива 5, д - рассто ние от передней фокальной плоско0K, where, in turn, I is the width of the rail, mind is the frequency of filling pulses, Hz is the increase in the interfacing system 11, P is the number of revolutions of the mirror 13, f o6. is the focal length of the lens 5, e is the distance from the front focal plane

сти объектива нивелира до вертикальной оси вращени  прибора.level lens to the vertical axis of rotation of the device.

Все результаты измерений обрабатываютс  далее в соответствии с программной и режимом работы, отображаютс  на индикаторе 32 и регистрируютс  в запоминающем устройстве 33.All measurement results are further processed in accordance with the program and operating mode, displayed on the indicator 32 and recorded in the storage device 33.

Практически возможен случай когда горизонтальна  лини  визировани  попадает на границу раздела участков рейки или очень близка к ней. В этом случае измерени  будут затруднены, так как отношение N/No может очень мало отличатьс  от 0 или от 1. Дл  исключени  неоднозначностиIn practice, a case is possible when the horizontal line of sight falls on the interface between the sections of the rail or is very close to it. In this case, the measurements will be difficult, since the N / No ratio can differ very little from 0 or from 1. To avoid ambiguity

5 таких измерений в фокальной плоскости измерительного канала могут быть расположены две горизонтальные диафрагмы пол  зрени  10 симметрично относительно оптической оси обьектива (фиг.4), а за вертикальной щелью 12 установлены в вертикальной плоскости соответственно два фотоприемника 14, симметрично относительно оптической оси, причем каждый из них включен в свою цепь формировани  па5 чек импульсов N , No и N, No, которые соединены с вычислительным устройством 31. В этом случае вычислительное устройство 31 определ ет два значени  отсчетов по рейке Н и Н дл  каждой диаф0 рагмы (см.фиг.5) и затем осредн ют их. Так как5 of these measurements in the focal plane of the measuring channel can be located two horizontal diaphragms of field of view 10 symmetrically with respect to the optical axis of the lens (Fig. 4), and behind the vertical slit 12, two photodetectors 14 are installed in the vertical plane, respectively, symmetrically with respect to the optical axis, each of them is included in its chain of generating 5 packets of pulses N, No and N, No, which are connected to the computing device 31. In this case, the computing device 31 determines two values of the samples by p For example, H and H for each diaphragm (see Fig. 5) and then average them. As

00

-Ј-) и Н  -Ј-) and H

чh

NcNc

-ДЦп+И-Dtsp + And

ТОTO

Н|Н +НH | H + H

AL(n AL (n

Д+ N +N) 2 2 No D + N + N) 2 2 No

55

00

Естественно, что в случае строгого совпадени  линии визировани  с границей раздела участков рейки, как это изображено наNaturally, in the case of strict coincidence of the line of sight with the interface of the sections of the staff, as shown in

0 фиг.5, и тогда HI АЦп+1).0, FIG. 5, and then HI ADC + 1).

Такой вариант выполнени  за вл емого устройства снижает также вли ние на точность измерений местных ошибок (непр молинейности ) штрихов рейки. Указанное осреднение выполн етс  также и при вычислении рассто ни  до рейки.Such an embodiment of the inventive device also reduces the influence on the accuracy of measurements of local errors (non-linearity) of the bar strokes. This averaging is also carried out when calculating the distance to the rail.

В вариантах выполнени  за вл емого устройства, описанных выше, значение грубого отсчета п, соответствующего целому числу участков рейки, необходимо, как и у аналога, вводить через клавиатуру устройства ввода грубого отсчета 30. Дл  полной автоматизации процесса измерений, т.е. исключени  необходимости вводить гру5 бый отсчет вручную, пол  участков рейки окрашены в различные цвета, а в плоскости развертки измерительного тракта расположены дополнительные фотоприемники по числу участков рейки с соответствующими цветными фильтрами перед ними: приемники оптически сопр жены с развертыва- ющим устройством и включены в электронно-логический блок.In the embodiments of the claimed device described above, the coarse reference value n, corresponding to an integer number of rail sections, must, like the analogue, be entered through the keyboard of the coarse input device 30. For full automation of the measurement process, i.e. eliminating the need to enter a rough count manually, the floor of the staff sections are painted in different colors, and additional photodetectors are located in the scanning plane of the measuring path according to the number of staff sections with the corresponding color filters in front of them: the receivers are optically paired with the deployment device and are included in the electronic logical block.

На фиг. 6 фотоприемники 34 с фильтрами 35 расположены по дуге в плоскости развертки и включены в устройство ввода грубого отсчета 30. В это устройство будет попадать сигнал, соответствующий п, только от рабочего участка рейки.In FIG. 6, photodetectors 34 with filters 35 are arranged along an arc in the scanning plane and are included in the coarse reference input device 30. A signal corresponding to n will get into this device only from the working section of the rail.

Claims (2)

Формула изобретени  1. Автоматическое устройство дл  нивелировани , содержащее рейку со шкалой и нивелир с объективом, компенсатором, визирным каналом, измерительным каналом, фотоприемный блок которого подключен к электронному блоку обработки, отличающеес  тем, что, с цель ю упрощени  конструкции, шкала рейки выполнена разделенной на несколько равных горизонтальных участков, каждый из которых выполнен с двум  вертикальными штрихами и наклонным штрихом между ними, измерительный канал выполнен с последовательно расположенными на оптической оси перед фотоприемным блоком одной илиSUMMARY OF THE INVENTION 1. An automatic leveling device comprising a rail with a scale and a level with a lens, a compensator, a sighting channel, a measuring channel, the photodetector of which is connected to an electronic processing unit, characterized in that, for the sake of simplifying the design, the rail scale is divided into several equal horizontal sections, each of which is made with two vertical strokes and an inclined stroke between them, the measuring channel is made with sequentially located on the opt axis in front of the photodetector unit of one or двум  горизонтальными диафрагмами пол  зрени , размещенными в фокальной плоскости объектива, узлом развертки и вертикальной щелью, сопр женной с фокальной плоскостью объектива, при этом приемныйtwo horizontal diaphragms of the field of view located in the focal plane of the lens, a sweep assembly and a vertical slit conjugated with the focal plane of the lens, while блок выполнен с количеством фотоприемников , равным количеству горизонтальных диафрагм .the block is made with the number of photodetectors equal to the number of horizontal apertures. 2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что поверхность каждого из участков шкалы рейки окрашена в цвет, отличающийс  от цветов-поверхностей других участков, фотоприемный блок выполнен с дополнительными фотоприемниками, оптически сопр женными с узлом развертки, а2. Device pop. 1, characterized in that the surface of each of the sections of the rail scale is painted in a color different from the colors of the surfaces of other sections, the photodetector block is made with additional photodetectors, optically coupled to the scan node, and количество фотоприемников с соответствующими цветными фильтрами перед ними равно количеству участков шкалы рейки.the number of photodetectors with the corresponding color filters in front of them is equal to the number of sections of the staff scale. 88 JJ Фиг.ЗFig.Z 77 18185321818532 /;/; || ////
SU4931885 1991-05-05 1991-05-05 Levelling automatic device RU1818532C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4931885 RU1818532C (en) 1991-05-05 1991-05-05 Levelling automatic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4931885 RU1818532C (en) 1991-05-05 1991-05-05 Levelling automatic device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1818532C true RU1818532C (en) 1993-05-30

Family

ID=21572202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4931885 RU1818532C (en) 1991-05-05 1991-05-05 Levelling automatic device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1818532C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1101675, кл. G 01 С 5/00, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3900260A (en) Method and apparatus for measuring the distance and/or relative elevation between two points in an opto-electronic manner
US2240722A (en) Color analyzer
GB2170598A (en) Method and apparatus for measuring the wall thickness of transparent objects
RU1818532C (en) Levelling automatic device
US3724959A (en) High precision photoelectric microscope for reading the mark of a precision ruler
US4988193A (en) Method and apparatus for measuring incident light angle relative to level
CA1130555A (en) Method and device for contact-free interval or thickness measurement by control of the direction of a light ray beam
US3561872A (en) Electronic spectrophotometer
US4181851A (en) Automatic astroposition determination apparatus
JPH0460526B2 (en)
SU1272109A1 (en) Device for measuring object position
SU741042A1 (en) Photoelectric reading-out microscope
SU240100A1 (en) INSTALLATION FOR TESTING MEASURING INSTRUMENTS
JPS6097208A (en) Device for measuring height, particularly for surveying level
EP4261500A1 (en) Surveying instrument
SU805062A1 (en) Automatic collimator
SU1348661A1 (en) Device for measuring amplitude and frequency of oscillations
SU1412005A1 (en) Device for measuring parameters of scanning systems of thermovisors
SU964440A2 (en) Device for precise reading of angle measuring instruments
SU1060944A1 (en) Device for measuring dynamic deformations of shafts in stationary rotating mode
SU934427A1 (en) Device for measuring structural chracteristic of refractive index of atmosphere
SU1153276A1 (en) Device for measuring structure characteristic of atmospheric index of refraction
SU1004773A1 (en) Device for measuring optical radiation angular fluctuations
GB2076532A (en) Correcting Non-linearities in Optical Scanners
SU1663420A1 (en) Optronic linear displacement measuring device