Системы измерения дальности и скорости

Акустическая дальномерная система

Импульсные ультразвуковые дальномеры нашли широкое применение на практике, в том числе при очувствлении роботов. Измерение дальности в ней основано на оценке времени запаздывания отраженного сигнала относительно момента его излучения. Дальность определяется по формуле: , где - скорость распространения ультразвуковых колебаний, зависящих от своей среды; ф - время запаздывания отраженного сигнала.

Импульсы имеют длительность и излучаются передатчиком периодически через интервал . На рис. 1.4 изображена функциональная схема дальномерной системы, в которой Пд - передатчик, Пр - приемное устройство, ВД - временной дискриминатор, УФ - усилительные и фильтрующие элементы, СС - схема сравнения, ГС - генератор стробов, ГПН - генератор пилообразного напряжения.

Отраженный от объекта О сигнал принимается, усиливается, детектируется в приемном устройстве и в форме видеоимпульса подается на временной дискриминатор. Этот импульс задержан относительно начала отсчета, совпадающего с моментом излучения, на время ф. В то же время на выходе системы существует напряжение U, пропорциональное уже измеренному на предыдущих периодах излучения значению дальности r, которое поступает на схему сравнения. На второй вход схемы подается сигнал с ГПН, который запускается импульсами передатчика в момент их излучения. ГПН вырабатывает линейно возрастающее напряжение до момента излучения следующего импульса, а затем процесс периодически повторяется.

Акустическая дальномерная система

Рис 1.4 - Акустическая дальномерная система

Система измерения дальности работает по замкнутому циклу и относится к системам дискретного действия потому, что носителями полезной информации о дальности до объекта в ней являются импульсные сигналы.

Лазерная дальномерная система

Использование лазерного излучения особенно перспективно в системах измерения дальности до элементов поверхности протяженных объектов, поскольку высококогерентное оптическое излучение позволяет формировать узкие световые пучки. Благодаря этому световое пятно на поверхности объекта оказывается небольшим и удается обеспечить высокое разрешение элементов поверхности.

На рис. 1.5 изображена функциональная схема лазерной дальномерной системы с непрерывным излучением. Лазерный генератор ЛГ оптического сигнала работает в непрерывном режиме и излучает оптический сигнал, проходящий через модулятор. В модуляторе сигнал по интенсивности моделируется периодическим сигналом , вырабатываемым генератором моделирующего сигнала ГМС. Луч света после модулятора отражается от сканирующего зеркала СЗ в направлении элемента поверхности, до которого измеряется дальность. Отраженный сигнал поступает в оптический приемник ОП и после него в виде напряжения подается на фазовый детектор. Фаза этого напряжения пропорциональна дальности r до точки отражения.

Лазерная дальномерная системаРисунок 1.5 - Лазерная дальномерная система

Рассмотренная система относится к классу непрерывных, работающих по разомкнутому циклу управления.

Радиационная дальномерная система

Определение дальности до источника радиоактивного излучения основано на измерении интенсивности н принятого излучения и последующем вычислении дальности, исходя из формулы , где I - активность источника; S - площадь детектора; Е - эффективность детектора; м - коэффициент линейного поглощения среды.

Навигационное устройство построено по схеме, изображенной на рис. 1.6, где И -- источник излучения на расстоянии r от локатора; КД1 и КД2 - коллиматоры с детекторами, расположенными на интервале d друг относительно друга; УФ - усилители-формирователи сигналов; СФ - сглаживающие фильтры; СД - схема деления напряжений; ФП - функциональный преобразователь; у - измеренное значение дальности r.

Радиационная дальномерная система

Рисунок 1.6 - Радиационная дальномерная система

Это навигационное устройство работает по принципу разомкнутого цикла и по составу элементов относится к классу электронных систем, так как все операции в нем производятся над электрическими сигналами. Недостатком системы является необходимость предварительного знания коэффициента поглощения среды. Чтобы избавиться от этой необходимости, систему можно строить по трехканальной схеме.

При цитировании материалов в рефератах, курсовых, дипломных работах правильно указывайте источник цитирования, для удобства можете скопировать из поля ниже:

Поделиться материалом