74. Расскажите о принципе измерения длин линий с помощью электромагнитных колебаний?
В настоящее время основными приборами для измерения длин линий являются светодальномеры и радиодальномеры. Принцип измерения длин линий этими приборами заключается в определении времени распространения электромагнитных волн вдоль трассы измеряемой линии. Для этого на одном конце измеряемой линии устанавливают приемно-передающее устройство, а на другом конце, – отражатель. Электромагнитные колебания, формируемые генератором, направляются на отражатель, который в свою очередь направляет их в приемник. Если обозначить скорость распространения электромагнитных колебаний через υ, а время их прохождения от передатчика к приемнику через τ, то длина линии D равна
D = υ τ / 2. (6.16)
В зависимости от несущей частоты, приборы подразделяются на светодальномеры и радиодальномеры.
Время τ прохождения световых волн от передатчика до отражателя и обратно может быть измерено или непосредственно или косвенным способом. В зависимости от этого различают импульсные и фазовые дальномеры. Но в любом случае одна часть одного и того же сигнала (опорный сигнал) от передатчика направляется сразу в приемник, а вторая часть (дистанционный) сюда же направляется после прохождения измеряемой линии в прямом и обратном направлениях. В приемнике опорный и дистанционный сигналы сравниваются по параметру, выбор которого определяет метод измерения расстояния.
Временной, связанный с импульсным излучением и измерением времени прохождения импульсом измеряемой линии прямо и обратно.
Фазовый, в котором используют непрерывное излучение с модуляцией гармоническим сигналом. В этом случае измеряют разности фаз излучаемых и принимаемых колебаний.
Частотный, в котором применяют непрерывное или импульсное частотно-модулированное излучение. Измеряют в этом случае разности мгновенных частот, излучаемых и принимаемых колебаний.
75. Расскажите подробнее о фазовых светодальномерах?
Принцип работы фазовых светодальномеров основан на определении времени τ распространения электромагнитных колебаний косвенным путем, то есть измерением разности фаз незатухающих колебаний на нескольких диапазонах частот. Пусть генератор излучает колебания
φ = 2πƒ + φ0. (6.17)
где φ○ и φ – фазы гармонического колебания в начальный момент времени t.
На фазометр в момент времени t поступают колебания опорного сигнала в фазе
φоп = 2πƒ t + φ0, (6.18)
и колебания, возвратившиеся от отражателя в фазе
φотр = 2πƒ( t+τ) + φ0. (6.19)
Д
Рис. 6.5. Схема измерения линии светодальномером
1 – генератор; 2 – приемник; 3 – фазометр; 4 – линия опорного сигнала;
5 – отражатель
Разность фаз опорного и дистанционного сигналов равна
Δφ = 2πƒτ. (6.20)
Откуда τ = Δφ / 2πƒ. (6.21)
Подставив в формулу (6.16) значение τ, получим
D = (λ/2) (N + Δ). (6.22)
Таким образом, для вычисления длины линии по формуле (6.22) необходимо измерить разность фаз Δφ и определить число периодов длин полуволн N + Δ, укладывающихся в измеряемом расстоянии.
В современных светодальномерах управление, вычисление и контроль измерения выполняется микропроцессором по заданной программе. Измерение линий таким прибором состоит в установке над концами измеряемого отрезка светодальномера и отражателя, наведении светодальномера на отражатель и нажатия кнопки «пуск».