SU569849A1 - Устройство дл измерени углов скручивани - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к геодезическому риборостроению, в частности к геодезическим приборам дл  измерени  углов скручивани .

Известны пол ризационные устройства дл  g

измерени  углов скручивани , состо щие из передатчика и приемника, установленных на базовом основании и измер емом объекте 1. Необходимость подвода электроэнергии как к приемнику, так и к передйтчику огра- ,Q ничивает дальность измерени , а на трудно доступных и малоразмерйых объектах вообще не позвол ет примен ть данные устройства .

Указанные ;недостатки устранены в иэвестных устройствах дл  измерени  углов скручивани  автоколлимАдионного типа, где на объект измерени  устанавливают малога баритный пассивный углоизмерительный чйк 2. Пол ризаононное устройство дл  измерени  углов скручивани  содержит приег мопередатчик, состо щий из модул тора в передающем канале, оптического делител  дл  пространственного разделени  передаюА

щего и приемного канапов, анализатора, уотановленного в приемном канале, углоиамерительного датчика, расположенного соосно с приемопередатчиком i и укрепленного на объекте, состо щего из фазовой пластинки и отражательного телескопа, и электронного блока, включающего балансный мостик, информационный и опорный усилители и фазовый детектор.

Однако необходимость применени  в моду, л торе вращающегос  пол ризатора и кристалла кальцита дл  преобразовани  врашак щейс  плоскости пол ризации в два совмещен ных линейно пол ризованных пучка, плоскости пол ризации которых ортогональны, а интенсивность каждого пучка измен етс  по сину соидальному закону в противофазе, применение двух фотоприемников, а также опорного канала, состо щего из зеркала, пол ризатора и фотоприемника, усложн ет схему приемо-передатчика , приводит к нестабильности устройства, к амплитудно-фазовым погрешност м , а следовательно, снижает точность измерени . Цель изобретени  - повышение точности измерени  и упрощение конструкции приемопередатчика . Дл  этого в предлагаемом устройстве автоколлимационна  оптическа  система вы- полнена телескопической и снабжена устано ленным между окул ром и конденсором анализатороь/-модул таром , который через оптический делитель и объектив оптически соединен с углоизмерительным датчиком и подключен к выходу генератора электронног блока, соединенного с одним из входов фазового детектора, второй вход которого через узкополосный усилитель соединен с фотоприемником приемопередатчика. На фиг, 1 изоьражена Слема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - угловые зависимости поворота вектора преимущественной пол ризации от поворота главной плоскости фазовой четвертьволновой пластинки углои: мерительного датчика. Устройство содержит .фиемопередатчик 1 и углоизмерительный датчик 2, укрепленный на измер емом объекте 3. Приемопередатчик содержит осветитель 4 (например, газовый ОКГ), телескопическую автоколли)мационную систему, состо щую из расположенного за осветителем окул ра 5, оптичес кого делител  6, раздел ющего поток излучени  на передающий и приемный каналы, и объектива 7. Приемный канал образован окул ром 8 , расположенным перед анализатором-модул тором 9, анализирующим плоскость пол ризации приход щего излучени , линзой 10, собирающей излучение на фотоприемник 11. Фотоприемник подключен через узкополосный усилитель 12 к сигналь ному входу фазового детектора 13, Опорны вход фазового детектора св зан с одним из выходов генератора 14, подключенного другим выходом к анализатору-модулйггору. На выходе фазового детектора включен индикэч тор 15. Углоизмерительный датчик, принимающий и передающий излучение приемопередатчика , содержит фазовую четвертьволновую пластинку 16, главна  ось которой расположена под углом /) 45° к оси Х, объектив 17 и отражательное зеркало 18, жестко закрепленные в общем корпусе. Устройство работает следующим образом Осветитель 4 посылает пучок линейно лгчО пол ризованного света с азимутом 0 0 {т. е. вектор преимущественных колебаний Е направлен вдоль оси X ). Пучок света кол лимируетс  телескопической системой и, пройд  рассто ние L , падает на фазовую четвертьволновук пластинку 16. Пройд  объектив 17 и отразивщись от зеркала 18, пучок вторично в обратном направлении проходит объектив и фазовую четвертьволновую пластинку. Выход щий из датчика пучок будет линейно пол ризован с азимутом б 90 , так как сумма двух четвертьволновых пластинок с одинаковым направлением главных осей работает как полуволнова  фазова  пластинка Пройд  рассто ние L в обратном направлении пучок света преобразуетс  телескопической системой, отразившись при этом от делител  6, и поступает на анализатормодул тор 9, плоскость наибольшего пропускани  которого параллельна плоскости3(OY (азимут 9 О ), т. е. перпендикул рна к плоскости колебаний приход щего линейно пол ризованного Пучка. Следовательно, ин:тенсивность поступающего на фотоприемник 11 света равна нулю. Если измер емый объект 3 вместе с углоизмерительиым датчиком 2 повернетс  на угол i/3 (см. фиг. 2), то измен етс  азимут приход щего на анализатор-модул тор линейно пол ризованного пучка, а следовательно, и интенсивность поступающего на приемник света. Исход  из услови , что дл  фазовой полуволновой нларткнки углы между главной осью нласт1шки и вход щим и выход щим векто{шми равны, угол поворота азимут и уЗ определитс  следующим образом: Р- /З+/Эо-и 1/3 Н5°-90°±/3+ 5° . Плоскость наибольшего пропускани  анализатор-модул тор 9 колеблетс  при подаче fta него синусоидального напр жени  с генератора 14 относительно положени  с азимутом 0 0° на угол to(2. Таким образом, анализато1 -модул тор модулирует по интенсивности линейно пол ризованный световой поток, приход щий от углоизмерительного датчика, и с большой точностью анализирует его азимут относительно заданного нулевого положени  (т. е. определ ет следовательно, и угол уЗ ). угол ft При этом. 1И угол поворота углоизмери- тельного датчика /3 - 0°, то с фотоприемника 11 снимаетс  синусоидальный сигнал с частотой 2 со . Если /6 т 0°, то снимаетс  сигнал с частотой со , фаза которого зависит от нагфавлени  поворота углоизмерительного датчика, а амплитуда сигнала от величины угла уЗ Сигнал с фотоприемника подаетс  на узкополосный усилитель 12, усиливающий и пропускающий колебани  с частотой 60 на фазовый детектор 13. Опорный сигнал-на фазовый детектор поступает с генератора14. Таким образом, если /3 -.оJ. О , то на фазовый детектор не поступает синусоидальный сигнал, опорный сигнал будет сбалансирован, и ток через индикатор 15 будет равен нулю. Если углоизмерител ный датчик поворачиваетс  на угол ± /3 , то на фазовом детекторе по вл етс  синусо дальный сигнал, а на индикаторе - значение TOKat знак которого будет зависеть от направлени  поворота углоизмерительнод о дат чика. Предварительно измеренна  величина тока индикатора будет показывать величину поворота углоизмерительного датчика, а следовательно, угла поворота объекта. Предлагаемое устройство просто по конструктивному исполнению и позвол ет измер ть углы скручивани  со средней ква ратической ошибкой ± З за счет двойного поворота и непрерывного анализа анализатором-модул тором приход щей на приемник плоскости линейно пол ризованного пучка света. изобретени  мула Устройство дл  измерени  углов скручивани , содержащее приемспе| едатчик.. вклю чающий в себ  автоколлимационную оптическую систему, осветитель, оптический делитель и фотоприемник, расположенный на выходе оптической системы, углоизмерительный датчик, установленный на объекте соооно с приемопередатчиком, и подключенный к приемопередатчику электронный блок, со-, держащий усилитель, фазовый детектор и индикатор, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности измерени  и упрощени  конструкции, в нем автоколл мационна  оптическа  система выполнена телескопической и снабжена установленным между окул5фом и конренсором аналиаа гором-модул тором , который через оптичес- кий делитель и объектив оптически соединен с углоизмерительным датчиком и подключен к выходу генератора электронного блока, соединенного с одним из входов фазового детектора, второй вход которого . через узкополосный усилитель соединен с фотоприемником приемопередатчика. Источники информации, прин тые во вни-. мание при экспертизе: 1,Авторское свидетельство СССР № 535421, кл. G 01 С 11/26, 1973. 2.Патент США № 2.998.746, кл. 356152 ,1961.

/I

rt

.Z