Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Для автоматизації геодезичних вимірювань є актуальними і набувають широкого розповсюдження ФАК, вимірювання якими кутових розузгоджень ведуться по двох коор­динатах [98]. Схема двокегардинатного автоколіматора, де аналізуючі елементи розташо­вані у взаємно ортогональних площинах, приведена на рис. 3.98. В фокальній площині об’єктива 1 розташовується непрозорий екран 2, на якому нанесені взаємно ортогональ­ні щілини 4 і 5. Навкруги щілин розміщені групи джерел світла 6 і 7, 8 і 9. Джерела світла б і 7 живляться низькочастотними імпульсами генератора 10, а джерела 8 і 9 живляться високочастотними імпульсами генератора 11 .За екраном розташований фото­приймач 12, що сприймає відбиті світлові потоки від відбивача 3, встановленого на об’єкті, кут розкручування якого вимірюється. Інформація з фотоприймача проходить че­рез фільтри 13 низької і 14 високої частоти.

Рис. 3.98. Схема двокоординатного ФАК з взаємно ортогональними щілинами

При куті розкручування відбивача ф = 0 оптична вісь ФАК збігається з нормаллю до поверхні відбивача, складові світлового потоку відбиті відбивачем, що пройшли через щілини 4 і 5, будуть рівними і на виході фотоприймального пристрою буде зафіксовано нульовий сигнал різниці. При відхиленні об’єкта, наприклад, по горизонту, зображення джерел б і 7 зміщується відносно щілини 4 і фотоприймачем буде видаватись сигнал різниці, який фіксується фільтром низької частоти 13. При відхиленні об’єкта, наприклад, в вертикальній площині, зображення джерел 8 і 9 зміщуються відносно щілин 5 і фото­приймачем буде видаватись сигнал різниці, який фіксується фільтром високої частоти 14 .Таким чином, електричними методами за допомогою рознесених частот модуляції світлових потоків здійснюють селекцію відхилення об’єкту по двох координатах.

Нижче розглядається варіант кодового автоколіматора для формування і видачі ін­формації про кутрве розузгодження нормалі до відбиваючого елемента, виконаного у ви­гляді, наприклад, плоского дзеркала (ПД), відносно оптичної осі по двох координатах. Його особливість полягає в тому, що робота виконується в двох режимах: нуль-індикації і вимірювальному. Режим нуль-індикації забезпечує збігання оптичної осі в її нульовому по­ложенні з нормаллю до ПД, а вимірювальний — видачу кута між оптичною віссю і нормал­лю до ПД в діапазоні вимірювання.

Функціонально кодовий автоколіматор складається з двох окремих приладів: безпо­середньо автоколіматора і блока обробки інформації (рис. 3.99) [31]. Автоколіматор має джерело випромінювання 1 (наприклад світлодіод типу ЗЛ115А), марку 2 і лінійний фотоелектричний перетворювач 3, виконаний у вигляді приладу з зарядовим зв’язком. Виконання марки з двома перехрещеними в своєму продовженні штрихами дає можли­вість вимірювати кутові зміщення за допомогою однокоординатного аналізуючого елемен­та (фотоелектричного перетворювача) по двох координатах. Елементи 2 і 3 глухо зв’яза­ні (наприклад оптичним клеєм) з світлороздільним кубом 4 у поєднаних фокальних пло­щинах об’єктиву 5, перед яким на контролюючому об’єкті закріплюють ПД 6 . Виходи фо­тоелектричного перетворювача з’єднані з виходом блока обробки інформації (БОЇ).

БОЇ являє собою прилад, що має декілька пристроїв: формувач відеоімпульсів

(ФВІ), синхрогенератор (СГ), лічильник імпульсів (ЛІ) і пристрій видачі коду (ПВК).

_.0/і

Для роботи фотоелектричного перетворювача СГ формує певну послідовність управляю­чих імпульсних напруг. Крім цього, СГ виробляє ряд допоміжних імпульсних напруг, необ­хідних для забезпечення працездатності і взаємної синхронізації інших блоків приладу. З виходу фотоелектричного перетворювача (наприклад ФПЗС-1Л) на ФВІ надходить ві­деоімпульс, що несе інформацію про величину і напрям кутового розузгодження. У ФВІ відбувається виділення обгинаючої відеосигналу і формування двох відеосигналів, нормо­ваних за амплітудою і тривалістю. Відеоімпульси поступають у ЛІ, де проходить визна­чення положення кожного із них шляхом підрахування кількості імпульсів, які надійшли від

початку відліку до моменту появи відеоімпульсу. Значення координати для кожного відео­імпульсу формується на виході ЛІ. У ПВК за поточними значеннями координат відеоім­пульсів визначається напрямок оптичної осі автоколіматора по горизонту і вертикалі, а ін­формація про це видається у вигляді донесень і вихідних напруг 14 — розрядного пара­лельного коду {аі і Д.). Крім цього, другорядні джерела напруги (на рис. 3.98 не показані) виробляють із вхідної мережі ряд стабільних напруг, необхідних для живлення фотоелек­тричного перетворювача, СГ, ЛІ, ПВК. Окремий блок широтно-імпульсного модулятора автоматичного регулювання струму виробляє імпульсну напругу для живлення світлодіо — да і підтримує постійне освітлення при впливі різних дестабілізуючих факторів.

Принцип визначення відхилень по двох координатах полягає в тому, що паралель­ний пучок променів, що виходить із об’єктива, падає на елемент 6 і, відбившись від нього, фокусується в площині регістрів ФПЗС-1Л у вигляді світлових штрихів. При розкручу­ванні елемента б відносно оптичної осі автоколіматора по азимуту штрихи марки будуть зміщуватись вздовж лінії регістрів, при розкручуванні по вертикалі — перпендикулярно до цієї лінії, при цьому відбувається зміщення точок перетину штрихів марки на лінії регістрів.

Величини, що характеризують зміщення світлових штрихів по горизонту (af) і вер­тикалі (Pj), визначаються координатами першого (N1,) і другого (N?) відеоімпульсів точок перетину штрихів марки з лінією регістрів (рис. 3.99):

N] + N?
2

P^Nf-N].

На рис. 3.100 позначені: 1 — світлові штрихи марки; 2,3- похиле і ідеальне поло­ження лінії регістрів; 4 — допоміжний відрізок, паралельний АВ і рівний довжині СД;

5 — бісектриса марки; Nj, N? — координати відповідно першого і другого відеоімпульсів; ап Рі — величини, що характеризують положення світлових штрихів відповідно по гори­зонту і вертикалі.

де: п — загальна кількість комірок у лічильнику;

Кр — практично прийнятий на виробництві коефіцієнт електронної редукції, що

дозволяє мати чутливість до 1/32 комірки.

Якщо оптична вісь приладу паралельна нормалі до відбиваючого елемента, то зна­чення коду, що видається приладом по горизонту, відповідає середньому (нульовому) по­ложенню марки (нуль-індикації):

^ _ N1p + Ng N

а. о 2 2

Цей код надалі Приймається за нульовий. Значення аналогічного коду по вертикалі залежить від кута і відстані між штрихами марки. У загальному випадку

лг£ + лг*

л в. о — 2 2 ’

де: Щ, щ, Щ, щ — значення координат проекцій верхнього і нижнього краю

правого і лівого штрихів марки на лінії регістрів.

Значення нульового коду по вертикалі для нашого випадку визначається різницею

(3.147)

Основними похибками такого автоколіматора є похибки обумовлені: дискретністю 14 — розрядного двійкового коду при формуванні значень координат у формулах (3.142) і (3.143); неминучим нахилом бісектриси марки відносно лінії регістрів; розгортанням при­ладу з зарядовим зв’язком і марки, а також їх зміщеннями відносно фокальної площини об’єктива та деякі інші. Згідно з повними розрахунками [31] теоретична середня квадра­тична похибка в режимі нуль-індикації по двох координатах не перевищує 1,2", а у вимі­рювальному режимі залежить від діапазону вимірювання кутів. У діапазоні ± 4′ розрахун­кове значення похибки складає 1,4". Експериментальні дослідження трьох таких автоколі — маторів підтвердили теоретичні розрахунки [32].

Комментарии запрещены.