Heja na dole znajduje się ściąga z ETP może się co nie co z tego przydać tam gdzie są takie większe przerwy powinny być rysunki :D niestety nie chciało mi się ich rysować ale myślę że sobie jakoś poradzicie lepsze to niż nic więc powodzenia życzę na egzaminie !

Klasyfikacja dalmierzy elektronicznych:

Można sklasyfikować według 2 niezależnych kryteriów:

- ze względu na rodzaj energii tworzącej i przenoszonej sygnały pomiarowe

- ze względu na formę tych sygnałów

Zgodnie z 1 kryterium dalmierze elektroniczne dzielimy na dwie grupy:

-Dalmierze elektromagnetyczne

-Dalmierze ultradźwiękowe

Zgodnie z 2 kryterium możemy wyodrębnić dwie grupy:

-Dalmierze impulsowe posługujące się sygnałami w formie krótkich odcinków fali harmonicznej(inaczej zwanej impulsami

-Dalmierze fazowe których sygnał pomiarowy przesyłany jest w postaci ciągłej fali harmonicznej- pomiar czasu w tych dalmierzach odbywa się w sposób pośredni.

Podział dalmierzy elektromagnetycznych

Wyróżnia się podgrupy które różnią się długością fali nośnej:

-Dalmierze radiowe pracujące na falach radiowych w zakresie od kilku mm do około 1m

-Dalmierze elektrooptyczne (świetlne) gdzie jako sygnał zastosowano fale elektromagnetyczne z obszaru światła widzialnego i bliskiej podczerwieni (od 400 do 1000nm)

-Dalmierze interferencyjne gdzie pomiar odbywa się bezpośrednio na fali optycznej bez modulacji

Zasada elektronicznych pomiarów odległości

D=1/2 *C/N* τ

Z powyższego wzoru wynika ze na pomiar odległości składają się dwie operacje pomiarowe:

- pomiar czasu τ przejścia sygnału pomiarowego na drodze 2D

- pomiar parametrów meteorologicznych

Dokładność wyznaczenia odległości D zależy od dokładności układów realizujących pomiar czasu τ oraz od dokładności określenia warunków atmosferycznych panujących wzdłuż drogi przejścia sygnału pomiarowego.

Impuls- nazywamy krótkotrwały przebieg wielkości fizycznej ,np. napięcia elektrycznego, natężenia światła lub dźwięku. W pomiarach odległości stosuje się impulsy radiowe, świetlne i ultradźwiękowe. Impulsy te pełnią funkcję sygnałów pomiarowych.

Najczęściej w pomiarze odległości stosujemy impulsy świetlne które są wytwarzane za pomocą ciał stałych lub diod laserowych.

Zasada pomiaru odległości metoda impulsową

Z chwilą wygenerowania impulsu w postaci krótkiego napięcia Ww w modulatorze następuje jego przetworzenie przez generator wysokiej częstotliwości sinusoidalne drgania elektryczne, które są przekazywane do przełącznika i stamtąd skierowane w stronę stacji retransmitującej. Jednocześnie z chwila utworzenia impulsu w modulatorze jest przesyłana część energii impulsu do miernika czasu, w którym znaczona chwila wyjścia impulsu sądującego tw. Impuls powracający w wyniku odbicia od stacji retransmitującej jest odbierany przez odbiornik, w którym jest przekształcony na impuls w formie krótkiego napięcia Wp, który jest skierowany do miernika czasu gdzie jest znaczona chwila powrotu impulsu sądującego tp.

Zasada pomiaru czasu w metodzie impulsowej

Metoda fazowa pomiaru odległości

Z powyższego rysunku i wzoru możemy zauważyć ze pomiar odległości wiąże się z odłożeniem pewnej liczby całkowitych przymiarów N oraz pewnej reszty dł. fali f*λ/2. Przymiarem w tym przypadku jest połowa długości fali sinusoidalnej wielkość ta nazywamy przymiarem elektronicznym. W dalmierzach elektromagnetycznych najczęściej dł fali wzorcowej w zakresie od 0,6m do 40 m

Wyróżniamy 3 podstawowe metody elektronicznego pomiaru kata:

-Metoda kodowa

-Metoda impulsowa(inkrementalna)

-Metoda dynamiczna(zwana czasową)

Metoda kodowa

Każda ścieżka tarczy kodowej zawiera parzystą liczbę pól na przemian przeźroczystych i nie przeźroczystych. Pierwsza ścieżka licząc od centru tarczy zawiera dwa pola , w każdej następnej ścieżce po jednym z pól poprzedniej ścieżki następują dwa pola przeźroczyste i nie przeźroczyste z tego że druga ścieżka zawiera 4 interwały, 3 ścieżka -8, a n-ta ścieżka 2ⁿ interwałów jasne ciemne.

Ostatnia ścieżka zawiera najmniejsze interwały określające rozdzielczość przyrządu. Dla n= 12 na ostanie ścieżce będzie 4096 działek co odpowiada dokładności przyrządu równemu 10^c

Do odczytywania kierunku z tarczy kodowej wykorzystywany jest czytnik foto- diodowy który analogową wartość kierunku przetwarza na odczyt cyfrowy w kodzie dwójkowym.

Dokładność pomiaru z wykorzystaniem tarczy kodowej zależy od rozdzielczości podziału kątowego która jest określana przez wartość najmniejszej działki ostatniej ścieżki.

Metoda impulsowa pomiaru kąta

W metodzie impulsowej stosowany jest krąg podziałowy z jedną ścieżka zawierającą Nr równych interwałów oraz czytnik impulsów. Tarcza i czytnik tworzą impulsowy przetwornik kąta.

Tarcza obraca się wraz z alidadą natomiast czytnik związany jest na stałe ze spodarka instru. Przy obrocie alidady ryski kręgu T przesuwają się równolegle na tle maski M. przejście każdego interwału jasne ciemne tarczy pod identycznym interwałem maski powoduje okresową modulacje równoległej wiązki światła przechodzącego przez tarczę T i maskę M. W ten sposób powstający sygnał optyczny wzbudza w fotodetektorze w przybliżeniu sinusoidalny prąd elektryczny który na wyjściu z Fd jest wzmocniony a następnie przekształcony w układzie K-P na przebieg prostokątny. Ze wznoszących się krawędzi prostokątów tworzone są impulsy szpilkowe które są zliczane przez licznik.

Metoda dynamiczna

W metodzie dynamicznej tarczę impulsową stanowi krąg szklany z naniesioną ścieżką kołową zawierającą N=1024 interwały podziałowe. Tarcza impulsowa wiruje do okoła swej osi ze stałą częstotliwością f₀ kontrolowaną przez mikroprocesor. Przesuwając się nad szczelinami Sp i Su odpowiednich czytników ścieżka tarczy pełni funkcje modulatora światła która wytwarza dwa ciągi sygnałów świetlnych o interwałach odpowiadających geometrycznym interwałom ścieżki.

Czytnik P na stałe związany jest ze spodarka teodolitu i wyznacza kierunek początkowego lewego ramienia kąta natomiast czytnik K związany z alidadą wyznacza kierunek ruchomego ramienia kąta

Rozwiązywanie wieloznaczności wyników pomiarów

Rozwiązywanie wieloznaczności pomiarów odległości w metodzie fazowej wiąże się z wyznaczeniem liczby N, pełnych odłożeń pewnej długości fali(przymiaru elektronicznego). Wyznaczenie tej liczby odbywa się na podstawie wykonania pomiarów przy użyciu kilku odpowiednio dobranych częstotliwości wzorcowych, czyli przy zastosowaniu różnych przymiarów elektronicznych o różnych długościach λ.

Definicja metra ustanowiona podczas XVII generalnej konferencji miar 1985r brzmi: „ metr jest to długość drogi przebytej przez światło w próżni w czasie 1/299792458 sekundy.

Optyczne dalmierze interferencyjne

Optyczne dalmierze interferencyjne wykorzystują do pomiarów odległości zjawisko interferencji fal optycznych. Zjawisko fal optycznych występuje gdy dwie wiązki składowe monochromatyczne promieniowania świetlnego przebywają drogi o różnych długościach a następnie spotykają się ze sobą i zależnie od ich faz wzmacniają się lub osłabiają wzajemnie. W efekcie na ekranie ustawionym w miejscu przecięcia się tych wiązek pojawiają się jasne i ciemne prążki zwane Maximami i minimami interferencyjnymi.

Interferometr Michelsona jako prosty dalmierz interferencyjny

W optycznych dalmierzach interferencyjnych za przymiar długości służą fale świetlne o określonych dokładnie długościach λ. Pomiar odległości D polega na zliczeniu całkowitej liczby N odcinków λ składających się z podwójnej odległości 2D=N*λ (λ- długość fali optycznej w danym ośrodku, N- 1,2,3,4...)

LS -laser

Z- płytka półprzeźroczysta

K- płytka przeźroczysta

Z₁⁰-położenie początkowe zwierciadła pomiarowego

Z₁^`- położenie końcowe zwierciadła pomiarowego

Z₂- zwierciadło stałe

E- ekran

FD- fotodetektor

M- miejsce interferencji promieni świetlnych

wychodząca z lasera LS wiazka światła spójnego kierowana jest na półprzeźroczystą płytkę Z nachyloną względme tej wiązki pod kątem 45 stopni. Na prawej zwierciadlanej ścianie płytki Z następuje podział amplitudy padającego na nią światła na dwie części które reprezentowane są przez wiązkę 1 przechodzącą przez tą płytkę i padającą na zwierciadło Z₁, wiązka 2 odbita w kierunku zwierciadła stałego Z₂. Po odbiciu od zwierciadła Z₁ wiązka 1 odbija się od płytki Z i pada na ekran E. podobnie wiązka 2 po odbiciu od zwierciadła Z₂ przechodzi przez płytkę Z i pada na ekran E w miejscu M, dzieki czemu obie wiązki mogą tutaj interferować. Jeżeli teraz przy pozycji wyjściowej zwierciadła

Z₁⁰ różnica dróg optycznych obydwu wiązek jest równa λ to w miejscu M wystąpi maksimum interferencyjne(jasny prązek). Ponieważ wiązka 1 przebywa odcinek Z, Z₁ dwukrotnie to po przesunięciu zwierciadła Z_{1 2} położenia początkowego o wielkości ½ λ różnica dróg będzie wynosic (1+ 1/2 ) λ , fazy obydwu wiązek stają se przeciwne i na ekranie pojawia się minimum (prążek ciemny). Po następnym przesunięciu zwierciadła Z₁ w tym samym kierunku o wielkość 1/2 λ w miejscu prążka ciemnego pojawi się ponownie prążek jasny. Takie kolejne przesunięcia zwierciadła Z₁ powodują że na ekranie w miejscu M pojawiać się będą na przemian prązki jasne i ciemnie. Ustawiony w punkcie M fotodetektor wykrywa kolejne prążki a odpowiedni licznik zlicza je przy przesuwaniu zwierciadła Z₁ na drodze D. dlatego wielkość odległości D między położeniem początkowym i końcowym obliczamy ze wzoru: D = N * ¼ λ

---