Разработка методов метрологического контроля измерительных систем лазерного дальномера

• Автор: Виноградов, Никита Сергеевич
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 80 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПОВЕРКИ УГЛОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ И ДАЛЬНОМЕРНОЙ ТЕХНИКИ
1Л. Геодезический полигон. Общие положения
1.1.1. Требования к элементам ГП
1.1.2. Локальная поверочная схема для светодальномеров и лазерных дальномеров
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ ПРИБОРОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛИНЫ
2.1. Средства измерения длины. Классификация и основные положения
2.1.1. Геометрические дальномеры
2.1.2. Дальномеры двойного изображения
2.1.3. Физические дальномеры
2.2. Тахеометры. Основные определения. Классификация
2.2.1. Основные положения
2.2.2. Классификация тахеометров
2.2.3. Электронный тахеометр
2.2.4. Устройство и принципы работы дальномерного блока
2.2.5. Поверка тахеометра
2.3. Коллиматорные стенды для поверки углоизмерительных приборов
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА
3.1. Оптическое волокно. Классификация оптического волокна
3.2. Технология измерений в волоконно-оптических системах
3.2.1. Оптические измерители мощности
3.2.2. Визуальные дефектоскопы
3.2.3. Анализаторы затухания в оптическом кабеле
3.2.4. Оптические рефлектометры
3.2.5. Разрешающая способность при измерении длины с помощью рефлектометра

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ ДАЛЬНОМЕРНОГО БЛОКА ТАХЕОМЕТРА
4.1. Исследование оптического волокна в качестве базисной линии
4.2. Учет погрешности измерения длины оптического волокна при измерении температуры
4.3. Исследование погрешности измерения длины оптического волокна
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время широко используются средства линейных измерений, основанные на принципах лазерной дальнометрии. Современные углоизмерительные приборы, такие как электронные тахеометры, оснащены лазерными дальномерами, что позволяет проводить не только измерения углов между объектами, но и расстояния до этих объектов [24; 57]. При этом развитие и совершенствование лазерных дальномеров, возрастающие требования к их точности и надежности приводят к необходимости создания новых методов и средств контроля метрологических характеристик данных приборов. Поэтому метрологический контроль измерительных систем лазерных дальномеров является на данный момент актуальной задачей.
Погрешности современных измерительных систем оптико-электронных дальномерных геодезических приборов подчиняются сложной зависимости, которая до конца не изучена и может быть выявлена только в результате экспериментальных исследований [64; 65].
В современной геодезической метрологии поставлена задача по разработке и исследованию новых методов и средств поверки (калибровки) углоизмерительных и дальномерных приборов, реализованных в виде соответствующих поверочных стендов.
К техническим и метрологическим характеристикам стендов для поверки и калибровки углоизмерительных и дальномерных приборов предъявляются следующие требования:
• многофункциональность стендового оборудования;
• сокращение времени поверки и калибровки средства измерения;
• автоматизация процесса измерений;
• использование альтернативных эталонных мер [12].
Известные эталонные средства для калибровки и исследований дальномерных блоков геодезических приборов является геодезический полигон с набором базисных линий разной длины. Полигон - открытый участок
стабильных колебаний в заданном частном диапазоне. Стабилизация частоты достигается за счёт использования в радиоэлектронных схемах кварцевых резонаторов.
модулятор
зеркало
блок измерения разности фаз и скорости измерения
индикатор
расстояния
Рисунок 26 - Обобщённая функциональная схема фазового светодальномера Передающая оптическая система, расположенная на выходе модулятора, служит для того, чтобы сконцентрировать излучаемый световой поток в узкий пучок и направить его на отражатель. Для повышения стабильности приборной поправки в схему дальномерного блока вводят оптическую линию короткого замыкания (ОКЗ). По этой причине дополнительное значение передающей системы состоит в обеспечении коммутации (переключения) излучаемого сигнала на удалённый отражатель и на линию ОКЗ.
В соответствии с методом фазовых измерений передающая часть дальномерного блока тахеометра связана с приёмным каналом для прохождения опорного сигнала (см. рис. 26). В современных тахеометрах опорный сигнал, как правило, передаётся от генератора масштабной частоты в фазометр по электрическим цепям.
Приёмная часть светодальномера предназначена для того, чтобы принять поступающий с дистанции или по линии ОКЗ оптический информационный сигнал, преобразовать его в электрический и выполнить фазовое сравнение с