Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

При рассмотрении различных типов схем дальномеров мы для простоты пренебрегали временными (фазовыми) задерж­ками сигнала в аппаратуре, полагая, что мы получаем из изме­рений неискаженную величину тгв=2D/v и соответственно раз­ность фаз <p2D=0)T2D. На самом деле это не так.

При прохождении светового луча в стекле оптических си­стем, различного рода оптических элементах (включая модуля­тор света и оптический демодулятор) скорость его меньше, чем при распространении в воздухе, и, следовательно, возникает дополнительная задержка по времени и соответственно по фазе, эквивалентная удлинению измеряемого расстояния.

При прохождении электрических сигналов по различным це­пям также возникают временные задержки. При этом за­держки в общем случае различны в электрических цепях опор­ного и дистанционного трактов.

Кроме того, измеряемая разность фаз, которая по смыслу должна соответствовать удвоенному расстоянию между конеч­ными точками измеряемой линии, закрепленными на местности, при измерениях оказывается отнесенной к «аппаратурному»

* В настоящее время все чаще употребляют термин «приборная по­правка».

6 Заказ № 1935

пути — к расстоянию «модулятор — отражающая поверхность отражателя — фазовый детектор». Дальномер и отражатель центрируются над концами измеряемой линии вертикальными осями вращения, как правило, не совпадающими с плоскостями указанных элементов прибора. Кроме того, при зеркальной оп­тике путь луча удлиняется за счет отражения. Вследствие этого результат измерений отличается от правильного на дополнитель­ную величину чисто геометрического происхождения.

Указанные обстоятельства приводят к тому, что если изме­рить светодальномером базис точно известной длины, то изме­ренное значение будет отличаться от «истинного» на некоторую величину, которую мы обозначим через К. Эта величина полу­чила название постоянной поправки светодальномера. Как сле­дует из сказанного выше, ее в общем случае можно рассматри­вать состоящей из трех составляющих — геометрической, опти­ческой и электрической. В то время как геометрическая и оптическая составляющие определяются конструкцией оптико­механической части прибора и в ряде случаев могут быть до­статочно надежно определены расчетным путем, электрическая составляющая, связанная с задержками сигнала в электриче­ских цепях, практически не поддается расчету и, что весьма существенно, она не остается постоянной во времени. Это про­исходит потому, что электрические параметры схемы зависят от многих нестабильных факторов — температуры, влажности, частоты и т. п. Поэтому необходимо принять меры к тому, чтобы исключить или свести к минимуму влияние нестабиль­ной электрической составляющей на результаты измерений.

Известны два способа решения этой задачи. Первый способ относится к дальномерам с оптическим демодулятором (при­боры с синхронной демодуляцией) и сводится к определенному конструктивному выполнению прибора — созданию так назы­ваемой симметричной схемы, в которой пути прохождения элек­трических и оптических сигналов в передающем и приемном каналах дальномера одинаковы. Для этого должны быть кон­структивно одинаковы модулятор и демодулятор, а также элек­трические цепи, по которым к ним подводится сигнал от гене­ратора модулирующего напряжения. Для достижения наиболее полной симметричности схемы требуется тщательный подбор модулятора и демодулятора по параметрам и особая тщатель­ность монтажа высокочастотных цепей. Однако подобрать мо­дулятор и демодулятор с абсолютно одинаковыми параметрами практически невозможно. Поэтому наилучшим является ва­риант симметричной схемы, называемый схемой с совмещен­ными трактами, когда используется одно и то же устройство в качестве модулятора при передаче и в качестве демодулятора (фазового детектора) при приеме. В этом случае достигается полная идентичность электрических и оптических характери­стик модулятора и демодулятора. Поскольку измеряемая раз­ность фаз содержит разность фазовых задержек в модуляторе

и фазовом детекторе, в такой схеме электрическая составляю­щая постоянной поправки будет равна нулю при любых усло­виях[19]. .

Схема с симметричными или совмещенными трактами — схема с синхронной демодуляцией — применяется, в частности, во всех светодальномерах с плавным изменением частоты.

В светодальномерах, не имеющих оптического фазового де­тектора, изложенный способ неприменим. В них задача ста­билизации постоянной поправки решается по-другому — при­менением оптической калибровочной линии — той самой линии оптического короткого замыкания (ОКЗ), о которой вкратце уже говорилось при пояснении обобщенной блок-схемы свето­дальномера (рис. 43, стр. 148). По этой линии можно на­править свет из модулятора сразу на приемник, минуя измеряе­мую дистанцию.

Смысл применения оптической линии сводится к тому, что фазовые задержки электрического происхождения будут одина­ковы при работе на дистанцию и работе на оптическую линию (при условии, что измерения дистанции и оптической линии не разделены большим промежутком времени), и, следовательно, в разности этих двух измерений будут исключены.

Оптическую линию конструируют таким образом, чтобы при ее измерении соблюдалось условие N=0 при любой возможной в дальномере частоте модуляции. При нулевом методе измере­ний это означает, что достаточна наибольшая длина оптической линии, равная четверти длины волны модуляции.

Применение оптической линии в значительной степени ста­билизирует постоянную поправку светодальномера. В автома­тизированных приборах значение постоянной поправки закла­дывается в память вычислительного устройства и автоматически вводится в результат измерения расстояния. Однако во многих случаях по ряду неучтенных обстоятельств поправка не остается строго постоянной в течение длительного времени. Поэтому ее приходится периодически контролировать путем измерения ли­нии известной длины (эталонного базиса) или измерения неиз­вестного расстояния по частям.

Комментарии запрещены.