SU1476306A1

SU1476306A1 - Theodolite

Info

Publication number: SU1476306A1
Application number: SU864164697A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Виноградов
Original assignee: Горьковский инженерно-строительный институт им.В.П.Чкалова
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1986-12-22
Publication date: 1989-04-30

Abstract

Изобретение относитс к приборостроению и может быть использовано в устройствах дл измерени углов. Цель изобретени - повышение точности измерени горизонтальных углов. Теодолит содержит лазер 4, фотоприемник 11, счетно-регистрирующую систему 12, отражатель 7 и расположенную на неподвижном основании 1 алидаду 2 с установленной на ней зрительной трубой 3. Пучок света от лазера 4 направл етс в последовательно закрепленные на алидаде световод 5, коллиматор 6, на отражатель 7, оптический клин 8 с рабочими гран ми, а затем на расположенные на основании 1 двухщелевую диафрагму 9, объектив 10 и на фотоприемник 11, а затем попадает на счетнорегистрирующую систему 12. При этом линейные размеры рабочих граней клина больше рассто ни между щел ми диафрагмы, а отражатель закрепл ют на алидаде и располагают между коллиматором и оптическим клином. При измерении горизонтальных углов фиксируют начальное направление путем визировани зрительной трубы 3 на левую точку измер емого угла. Обнул ют показани счетно-регистрирующей системы 12. Далее плавно поворачивают алидаду и визируют зрительную трубу 3 на правую точку измер емого угла. В процессе поворота алидады оптический клин измен ет свое положение, при этом измен етс оптическа разность хода пучков, проход щих двухщелевую диафрагму, что приводит к изменению интерференционной картины в плоскости фотоприемника. 1 ил.The invention relates to instrument engineering and can be used in devices for measuring angles. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring horizontal angles. The theodolite contains a laser 4, a photodetector 11, a counting system 12, a reflector 7 and an alidade 2 located on a fixed base 1 with a telescope 3 installed on it. the reflector 7, an optical wedge 8 with working edges, and then a two-slot diaphragm 9 located on the base 1, a lens 10 and a photodetector 11, and then goes to the counting system 12. The linear dimensions of the working faces of the wedge are larger any slits between the diaphragm and the deflector is fixed on the alidade and positioned between the collimator and the optical wedge. When measuring horizontal angles, the initial direction is fixed by sighting the telescope 3 on the left point of the measured angle. The readings of the counting system 12 are nullified. Then, the alidade is smoothly turned and the telescope 3 is seen at the right point of the measured angle. During the rotation of the alidade, the optical wedge changes its position, and the optical path difference between the beams passing through the double-slit diaphragm changes, which leads to a change in the interference pattern in the plane of the photodetector. 1 il.

Description

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для измерения углов, используемым в геодезии, метрологии и машиностроении.The invention relates to instrumentation, in particular to a device for measuring angles used in geodesy, metrology and mechanical engineering.

Целью изобретения является повышение точности измерения горизонтальных углов.The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring horizontal angles.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство содержит неподвижное основание 1, алидаду 2 со зрительной трубой 3, лазер 4, световод 5, коллиматор 6, отражатель 7, оптический клин 8, двухщелевую диафрагму 9, объектив 10, фотоприемник 11, счетно-регистрирующую систему 12.The device comprises a fixed base 1, alidad 2 with a telescope 3, a laser 4, a light guide 5, a collimator 6, a reflector 7, an optical wedge 8, a two-slit diaphragm 9, a lens 10, a photodetector 11, a counting and recording system 12.

На неподвижном основании 1 расположена алидада 2, лазер 4, двухщелевая диафрагма 9, объектив 10, фотоприемник 11 и счетно-регистрирующая система 12, причем двухщелевая диафрагма расположена перпендикулярно и симметрично вертикальной оси теодолита ZZ .Alidad 2, a laser 4, a two-slit diaphragm 9, a lens 10, a photodetector 11 and a counting-recording system 12 are located on a fixed base 1, the two-slit diaphragm located perpendicularly and symmetrically to the vertical axis of the theodolite ZZ.

На алидаде 2 расположен коллиматор 6, укрепленный на вертикальной стойке алидады 2 с возможностью юстировки так, что оптическая ось коллиматора перпендикулярна вертикальной оси теодолита ZZ^z, отражатель 7 установленный под углом 45° к вертикальной оси теодолита ZZ' с возможностью юстировки, оптический клин 8, установленный на горизонтальной плоскости алидады 2.On alidad 2 there is a collimator 6 mounted on a vertical stand of alidade 2 with the possibility of alignment so that the optical axis of the collimator is perpendicular to the vertical axis of theodolite ZZ ^z , the reflector 7 is mounted at an angle of 45 ° to the vertical axis of theodolite ZZ 'with the possibility of alignment, an optical wedge 8, mounted on the horizontal plane of alidade 2.

Устройство работает следующим образомThe device operates as follows

При измерении горизонтальных углов фиксируют начальное направление путем визирования зрительной трубы 3 на левую точку измеряемого угла. Обнуляют показания счетно-регистрирующей системы 12. Далее плавно поворачивают алидаду 2 и визируют зрительной трубой 3 на правую точку измеряемого угла. В процессе поворота алидады 2 оптический клин изменяет свое положение, при этом изменяется оптическая разность хода пучков, проходящих двухщелевую диафрагму 9, что, в свою очередь, приводит к изменению интерференционной картины в плоскости фотоприемника 11.When measuring horizontal angles, the initial direction is fixed by sighting the telescope 3 at the left point of the measured angle. The readings of the counting and recording system 12 are reset to zero. Next, the alidade 2 is smoothly rotated and sighted by the telescope 3 to the right point of the measured angle. During the rotation of alidade 2, the optical wedge changes its position, while the optical difference in the path of the beams passing through the double-slit diaphragm 9 changes, which, in turn, leads to a change in the interference pattern in the plane of the photodetector 11.

Количество интерференционных полос N, соответствующее углу поворота f алидады 2, опередяется счетно-регистрирующей системой 12.The number of interference fringes N, corresponding to the angle of rotation f of alidade 2, is preceded by a counting and recording system 12.

При этом справедливо соотношение δ =НД =ί_ο5Ϊπφ (1) где в — оптическая разность хода;Moreover, the relation δ = ND = ί _ο 5Ϊπφ is valid (1) where c is the optical path difference;

Л — длина волны лазера 4;L is the wavelength of the laser 4;

—· оптическая разность хода, соответствующая оси максимальной преломляющей способности клина или возникающая при повороте клина от об =0 до οί-Ο > 1θ ·*-ο ·— преломляющий угол клина- · the optical path difference corresponding to the axis of the maximum refracting ability of the wedge or arising when the wedge rotates from about = 0 to οί-Ο> 1θ · * -ο · is the refracting angle of the wedge

Из выражения (1) следуетFrom the expression (1) follows

Ψ = arcsin Учитывая цикличность изменения разнос15 ти хода, целесообразно фиксировать моменты обнуления счетно-регистрирующей системы 12 при измерении углов > 90°.Ψ = arcsin Considering the cyclical nature of the change in the difference of the stroke 15, it is advisable to fix the moments of zeroing of the counter-recording system 12 when measuring angles> 90 °.

Точность угловых измерений, определяемая величиной среднеквадратичной ошибки 20 ^т?> с помощью данного устройства определяется точностью регистрации количества полос тд| или точностью измерения разности хода m# и геометрией схемы интерферометра, т.е. углом оС₀ и базой Ь, определяющей 8оThe accuracy of the angular measurements, determined by the standard error of 20 ^t ?> Using this device is determined by the accuracy of recording the number of bands td | or the accuracy of measuring the stroke difference m # and the geometry of the interferometer circuit, i.e. angle ° C ₀ and a base b defining 8 °

Применение фотоэлектрического метода 25 регистрации количества интерференционных полос позволяет достичь m_w =10⁴ полосы, что соответственно позволяет повысить точность угловых измерений πίφ.The use of the photoelectric method 25 of recording the number of interference fringes makes it possible to achieve m _w = 10 ⁴ fringes, which accordingly makes it possible to increase the accuracy of angular measurements πίφ.

Claims

Claim

A theodolite containing a laser, a photodetector, a counting and recording system, a reflector and an alidade located on a fixed base 35 with a telescope mounted on it, characterized in that, in order to improve the accuracy of measuring horizontal nodes, it is equipped with a light consecutively mounted on the alidade.θ house , a collimator and an optical wedge with working faces and a double-slit diaphragm located on the base located between the introduced lens and the photodetector, the linear dimensions of the working faces being optical of the wedge is greater than 45 the distance between the slits of the diaphragm, and a reflector secured on alidade and located between the collimator and the optical wedge.

Compiled by E. Bibikova Editor M. Kelemesh Order 2113/41 Tehred I. Veres Corrector E. Lonchakova Circulation 684 Subscription

VNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee for Science and Technology

1 13035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., D. 4/5

Production and Publishing Plant "Patent", Uzhhorod, st. Gagarina, 101