Загальна функціональна схема СД 1-го покоління.

У СД 1-го покоління використовують оптичні фазометри, які вимірюють різницю фаз на частоти модуляції світла. Основною частиною оптичного фазометра є модулятор, який працює синхронно з модулятором передавача. Модулятор фазометра називається демодулятором. Синхронність роботи модулятора і демодулятора полягає в тому , щоб їх частота роботи була однакова. Це забезпечується тим , що вони працюють під впливом напруги від одного генератора , а саме генератора випромінювання коливань. Крім цього обов’язково мусить бути відома різниця фаз α модулятора і демодулятора: де і - частоти роботи модулятора і демодулятора;

- фаза їх роботи;

- відома величина яка може бути змінною або постійною.

При виконані рівностей (4.2) сила сигналу після проходження через модулятор і демодулятор є функцією різниці фаз . Вона може мати, наприклад такий вигляд : , де А і В – коефіцієнти. Якщо визначити силу сигналу І то отримаємо потрібну різницю фаз . В цьому і полягає суть роботи фазометрів СД 1-го покоління. Силу сигналу на виході з демодулятора вимірює або регіструє індикатор. Ним може бути око спостерігача – тоді реєстрація є візуальною. Відповідно до цього СД 1-го покоління поділяють на дві групи : з візуальною та приладовою реєстрацію різниць фаз. При візуальній реєстрації роль демодулятора і модулятора виконують однакові пристрої , які модулюють світло або за інтенсивністю , або за формою еліпса поляризації. Візуально можна фіксувати лише екстремальні значення інтенсивності світла, тобто мінімуми або максимуми , які відповідають визначеним значенням фазових домірів , наприклад такі , які дорівнюють 0. для встановлення максимумів екстремальних інтенсивностей світла або потрібних значень фазових домірів найчастіше плавно змінюють виміри частоти , рідше – різницю фаз роботи модулятора і демодулятора , тобто α , слід відзначувати , що ВД 1-го покоління з візуальною реєстрацією різницю фаз мають просту будову , але зустрічаються вже рідко. Інколи візуальна реєстрація виконується для грубого виміру ліній (на приклад у СГ-3).

У віддалемірах з приладовою реєстрацією різниці фаз індикатором служить мікроамперметр, тому необхідно світловий потік перетворити в фотострум. Це можна зробити після його демодуляції (як у СГ-3) або перед нею (як у геодиметрі NASM2).

В першому випадку модулятором і демодулятором у в/д є однакові пристрої, які можуть модулювати як інтенсивність випромінювання, так і форму еліпса його поляризації. Перетворення світлового потоку після проходження демодулятора виконується за допомогою фотоелектричного помножувача (ФЕП). Якщо перетворення світлового потоку у фотострум проходить перед демодуляцією, то демодулювати треба струм, сила якого змінюється за гармонічним законом з частотою модуляції світла і фазою . Для перетворення у фазометрі відбитого світла потоку у фотострум і його демодуляції використовують ФЕП. В цьому варіанті в/д 1-го покоління світловий потік потрібно модулювати тільки за інтенсивністю.

У в/д з приладовою реєстрацією різниці фаз вимірювальна частота може змінюватися плавно або дискретно. Зараз поширені в/д 1-го покоління з приладовою реєстрацією, в яких світловий потік перетворюється у фотострум після демодуляції. При цьому застосовуючи модуляцію світла, тільки за формою еліпса поляризації. Процес вимірювань цими в/д вдалося значною мірою автоматизувати.

Лекція 5.

Світловіддалеміри 2-го і 3-го поколінь.

У с/в другого покоління в фазометрах використовують радіоелектронні аналогові фазометри. В них перед вимірюванням різниці фаз перетворюють відбитий модульований світловий промінь в струм, сила якого змінюється з частотою і фазою, що = частоті і фазі модуляції відбитого світлового потоку. Це перетворення відб. в ФЕП, тому у в/д 2-го покоління світло може бути модульованим тільки за інтенсивністю. Роль коливання з фазою, що = , виконує вимірювальна напруга, яку подають на фазометр.

Аналогові фазометри можуть точно вимірювати різницю фаз двох коливань на низьких частотах. Тому виникає необхідність зниження частоти прямого і відбитого коливань перед подачею їх на фазометр, що у в/д виконують способом гетеродинування. Він знижує частоти коливань. У цьому способі зберігається різниця фаз коливань, тобто різниця фаз коливань після зниження їх частоти є такою ж, як перед зниженням. Для гетеродинування у ФЕП потрібно мати допоміжний генератор, який називається гетеродином, і 2 змішувачі: опорний і сигнальний. Частота гетеродина є близькою до вимірювальної частоти. Різницю цих частот вибирають такою, на якій найкраще працює фазометр, застосований у в/д . це, частіше, є низька частота, що = декільком кГц. На опорний змішувач подають коливання з генератора вимірювання напруги і з гетеродина. З опорного змішувача отримують коливання низької різничної частоти, фаза яких є прямо пропорційною до фази . Сигнальний змішувач зміщує коливання з ФЕП та з гетеродину. З цього змішувача виділяють коливання з частотою, яка = різниці частот вимірювальних коливань, отримуваних з ФЕП, і коливань гетеродину, тобто такої ж частоти, як з опорного змішувача. Їх фаза є прямо пропорційною до фази . Фазометр визначає різницю фаз коливань з опорного і сигнального змішувачей, які = .