Wykład

Temat: Funkcjonowanie wybranych modułów operacyjnych dalmierzy

A w nim: Wewnętrzna linia przesyłowa, specjalne tryby pracy fazomierza oraz sterowanie pracą dalmierza przez procesor.

Wewnętrzna linia optyczna

W dalmierzach elektromagnetycznych tory sygnałów elektrycznych fal pomiarowych doznają dodatkowych przesunięć na elementach elektronicznych samego dalmierza. W celu wyeliminowania tych przesunięć, które wprowadzają do pomiarów odległości błędy, dokonuje się dodatkowego pomiaru różnicy faz na znanej drodze wewnętrznej D lo w układzie nazywanym linią skalowania L s lub wewnętrzną linią optyczną.

Rys.1 Schemat dalmierza z przedstawioną wewnętrzną linią przesyłową LS.

Proces pomiarowy tej długości Ls jest wykonywany zawsze przez dalmierz i nie może być ona ustalona jako stała dodawania, gdyż zmienia się w czasie i zależy od temperatury urządzenia. Zmiana obiegu sygnału pomiarowego z wewnętrznego na zewnętrzny i na odwrót odbywa się za pomocą przełącznika zmieniającego położenie zwierciadeł, który uruchamiany jest automatycznie przez sygnał z mikroprocesora sterującego pomiarem. Przełączania te muszą być wykonywane szybko (poniżej 1s) ze względu na zmiany czasowe
Ls .
Aby wyniki pomiarów na zewnętrznej linii optycznej mogły dawać właściwą poprawkę w trakcie pomiarów Dzs i D (odległość zewnętrzna) muszą być najpierw zrównane amplitudy obydwu sygnałów. Przy małych odległościach D, kiedy sygnał zewnętrzny jest silniejszy, poziom jego natężenia jest regulowany do poziomu z obiegu wewnętrznego przez tłumienie na torze wewnętrznym. Przy dużych odległościach sygnał z zewnątrz jest słabszy, regulowany jest więc poziom natężenia sygnału na linii LS . W nowoczesnych dalmierzach zrównywanie amplitud wykonywane jest automatycznie. Mikroprocesor blokuje a następnie włącza system pomiarowy po otrzymaniu informacji o wyrównaniu tych amplitud.

Specjalne tryby pracy fazomierza

• Chwilowe przesłonięcie sygnału pomiarowego
  
  Z chwilą pojawienia się na celowej przeszkody następuje przerwa sygnału, do dalmierza nie trafia promień odbity, co w efekcie powoduje przerwanie pomiaru różnicy faz. W nowoczesnych dalmierzach fakt ten uwzględnia się wyposażając fazomierz w tzw. blokowy układ zaniku, który wstrzymuje prace fazomierza. Po odsłonięciu celowej układ blokady włącza fazomierz, który kontynuuje przerwany pomiar. W zasadzie nawet wielokrotne przesłonięcie celowej nie mają wpływu na wyniki. Zablokowanie pracy fazomierza następuje także przy pomiarze odległości przy bardzo słabym sygnale, którego amplituda zmienia się w czasie.
  Zasięg dalmierza uzależniony jest od występowania i natężenia światła słonecznego. Fala nośna dalmierza jest podczerwona i jest zakłócana przez słońce. Dlatego w nocy zasięg będzie zdecydowanie większy.

• System tracking
  
  Jest to system umożliwiający pomiar odległości do reflektora w ruchu. Określana jest wtedy chwilowa odległość z niewielkiej ilości przebiegów fazowych w ciągu krótkiego regularnie powtarzanego interwału czasu Ts. Dokładność takich pomiarów jest przeważnie o rząd mniejsza od pomiarów przy nieruchomym reflektorze.
  System ten jest wykorzystywany do zgrubnego tyczenia punktów w terenie albo przy pozycjonowaniu przemieszczających się obiektów.

Sterowanie pracą dalmierza przez procesor
Do najważniejszych funkcji mikroprocesora w dalmierzu należą:

• kontrola gotowości dalmierza do pomiaru (sprawdzanie parametrów zasilania, wewnętrzne testowanie)

• włączanie kolejnych częstotliwości wzorcowych w celu rozwiązania niejednoznaczności pomiaru (obliczanie N)

• przełączanie obiegów wewnętrznych i wewnętrznych oraz zrównywanie amplitud na tych obiegach

• sterowanie układem blokady zaniku

• sterowanie pomiarem w trybie tracking

• sterowanie pracą fazomierza - realizowanie zaprogramowanego trybu pomiaru

Oprócz wymienionych powyżej funkcji mikroprocesorów związanych z pomiarem spełniają one także wiele funkcji dodatkowych. Polegają one na wprowadzaniu do mierzonej odległości poprawek oraz obliczeń redukcyjnych i innych.
Do tych funkcji można zaliczyć (funkcje nie związane z samym pomiarem)

• uwzględnienie poprawki dodawania

• uwzględnienie wartości współczynnika załamania (wpływ temperatury, wilgotności i ciśnienia)

• obliczenie poprawki na odwzorowanie

• obliczenie długości zredukowanej na poziom lub różnicy wysokości na podstawie wprowadzonego kąta pionowego

Wiele współczesnych dalmierzy ma rozbudowane oprogramowanie umożliwiające obliczanie współrzędnych stanowiska tachimetru lub współrzędnych punktów celu oraz wektorów, które łączą te punkty.

Tendencje w rozwoju konstrukcji dalmierzy

Aktualne tendencje polegają na wykorzystaniu najnowszych produktów elektroniki tj. włączenie ich do poszczególnych bloków konstrukcyjnych dalmierza. Uzyskuje się przez to zmniejszenie ciężaru i gabarytów, chociaż w tym zakresie osiągnięto już optimum i niewiele w najbliższej przyszłości należy oczekiwać

Literatura:

A. Płatek "Geodezyjne dalmierze elektromagnetyczne i tachimetry elektroniczne", Warszawa 1991

A. Płatek "Elektroniczne techniki pomiarowe w geodezji", Kraków 1995

K. Holejko "Precyzyjne elektroniczne pomiary w geodezji", Warszawa 1987

J. Tatarczyk "Elementy optyki instrumentalnej i fizjologicznej", skrypt AGH, Kraków 1984

---