Розглянуто можливість синтезу оптимального фільтра для схем фіксації часового положення імпульсів у високоточних імпульсних далекомірах. Оцінено завадостійкість фільтрів першого та другого порядків, що застосовуються у схемах фіксації.

Розглянуто пристрій фіксації часового положення імпульсів, використання якого в структурі імпульсного лазерного світлодалекоміра дозволяє суттєво зменшити похибки вимірювання відстані, обумовлені варіаціями амплітуди та форми імпульсу, який приймається з дистанції. Проведено порівняльну оцінку випадкових похибок вимірювання за допомогою запропонованої схеми фіксатора й аналогічної за своїм призначенням відомої схеми фіксатора.

Розглянуто структурну схему імпульсного лазерного далекоміру, здатного працювати за умов слабкого відбитого від контрольованого об'єкта світлового сигналу. Проаналізовано перетворювальні процеси в схемі далекоміру, оцінено складові похибки вимірювання відстані.

Розглянуто структурну схему ультразвукового витратоміру рідини з накладними датчиками, що базується на фазочастотному методі перетворення параметрів ультразвукових коливань під час проходження ними однієї й тієї ж дальності потоком рідини, яка рухається, та проти нього. Показано, що у витратомірі, який побудовано на базі даного методу, суттєво зменшено вплив на результат вимірювання ревербераційних завад. Проаналізовано систематичну похибку вимірювання швидкості течії рідини за допомогою запропонованого витратоміру.

Розглянуто можливість використання фазово-частотного методу вимірювання відстані для побудови лазерних далекомірів, призначених для безконтактного вимірювання лінійних переміщень і низькочастотних вібрацій.

Індекс рубрикатора НБУВ: З965-044.3

Рубрики:

Автоматика

Шифр НБУВ: Ж69973 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Предложена структурная схема высокоточного измерителя временных интервалов запаздывания импульсных сигналов для лазерных дальномерных систем, проанализированы погрешности измерения временных интервалов, оценены динамические свойства предложенного устройства.

Рассмотрена возможность повышения разрешающей способности лазерных измерителей перемещений и низкочастотных вибраций диффузно-отражающих объектов, основанных на фазовом методе измерения расстояний. Предложена структурная схема такого устройства и описан алгоритм определения амплитудного спектра вибраций. Приведены результаты экспериментальных исследований макета измерителя.

Індекс рубрикатора НБУВ: З221.6-52 + Ж107.11-59

Рубрики:

Вимірювання зсуву фаз

Вимірювання довжини

Шифр НБУВ: Ж69973 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Предложена схема импульсно-фазового измерительного преобразователя для лазерных дальномеров, предназначенных для измерения расстояний до диффузно отражающих объектов в заданном диапазоне их значений. Проведен анализ влияния на результат измерения коммутационной помехи, возникающей в предложенном устройстве.

Рассмотрена блок-схема фазового лазерного датчика вибрации, предназначенного для измерения перемещений и низкочастотных вибраций диффузно-отражающих объектов. Выбрана частота дискретизации аналого-цифрового преобразователя с учетом частотных характеристик фильтра нижних частот. Оценена случайная погрешность с учетом влияния помех. Приведены результаты экспериментальных исследований макета лазерного датчика вибраций.

Рассмотрена возможность создания лазерных датчиков вибраций, основанных на частотно-фазовом методе измерения расстояния. В таких системах частота выходной величины пропорциональна измеряемому расстоянию. Вибрации исследуемого объекта приводят к фазовой модуляции этой величины. Описана структурная схема частотно-фазового датчика вибраций, особенностью которой является отсутствие опорного канала. В предложенном датчике вибраций, как и в любой частотно-фазовой дальномерной системе, осуществляется оценка частоты ее выходного сигнала при непрерывном ступенчатом изменении частоты модуляции. В рассматриваемом случае имеет место незначительная частотная модуляция сигнала, обусловленная вибрациями контролируемого объекта. При этом соответствующее приращение фазового сдвига из-за вибраций существенно меньше измеряемого фазового сдвига. Представлены выражения для кумулятивного фазового сдвига с учетом вибраций исследуемого объекта и для выходного сигнала системы, а также алгоритм обработки выходного сигнала и двух опорных квадратурных напряжений, позволяющий выделить из выходного сигнала составляющую, пропорциональную параметрам вибраций.

Рассмотрена возможность расширения частотного диапазона датчика вибрации до 1000 Гц. Предложена структурная схема измерителя, для которой оценена случайная погрешность. Описан алгоритм адаптивной компенсации гармонических помех. Приведены результаты экспериментальных исследований макета прибора.

Рассмотрен алгоритм цифровой обработки выходной величины частотно-фазовых дальномерных систем, позволяющий уменьшить случайную погрешность измерения расстояния, обусловленную действием широкополосных помех.

Рассмотрен принцип работы фазово-частотного лазерного измерителя расстояния, в котором частота модуляции оптического излучения изменяется по треугольному закону. Предложена методика повышения точности измерения частоты выходной величины фазово-частотной системы и в соответствии с этим определены погрешности измерения расстояния. Оценена также случайная погрешность измерения расстояния, обусловленная действием шумов.

Рассмотрена структурная схема лазерной одноканальной частотно-фазовой дальномерной системы, которая может быть использована для определения линейных перемещений и параметров вибраций. Особенностью устройства является введение в его алгоритм работы режима оптической калибровки, предназначенного для уменьшения влияния фазовых искажений, возникающих в высокочастотных цепях, а также нестабильности характеристик электронных измерительных звеньев. Оценены возникающие при этом дополнительные погрешности измерения и предложены методы их уменьшения. Проведена сравнительная оценка фазовых и частотно-фазовых измерителей перемещений. Отмечено, что разрешающая способность частотно-фазовых систем при некотором увеличении их аппаратурных затрат выше, чем у фазовых систем.

Рассмотрено применение предложенных алгоритмов функционирования и схемотехнических решений задачи коррекции погрешностей в импульсных лазерных дальномерах, представлена и описана соответствующая структурная схема дальномера. Особое внимание уделено определению параметров корректирующего воздействия, используемого для коррекции погрешности, возникающей при изменении амплитуды и формы отраженного от контролируемого объекта светового сигнала. Показано, что применение метода наименьших квадратов, ориентированного на оценку результатов экспериментальных исследований, позволяет существенно уменьшить погрешность из-за нелинейности характеристик преобразовательных звеньев импульсных дальномерных систем. Приведены таблицы, содержащие численные значения параметров корректирующего воздействия, а также таблица погрешностей измерения расстояния, вычисленных на основании результатов экспериментальных исследований, выполненных на макете импульсного дальномера.

Рассмотрена возможность расширения частотного диапазона фазовых лазерных измерителей параметров вибраций путем использования в последних цифровых синтезаторов частоты в качестве генераторов напряжения модуляции светового излучения лазера. Предложена и описана структурная схема такого прибора, проведена оценка максимального значения частоты исследуемых вибраций.

Рассмотрена одноканальная частотно-фазовая система, ориентированная на использование в лазерных измерителях перемещений и параметров вибраций. Напряжение лазерного излучателя формируется с помощью цифрового синтезатора частоты, а информативные параметры системы определяются в результате перемножения напряжений исследуемого сигнала и гетеродина с последующей цифровой обработкой. Показано, что в рассматриваемых устройствах имеет место динамическая погрешность, определяемая, в основном, отношением тактовой частоты синтезатора и частоты исследуемого сигнала. Определены значения этой погрешности при разном отношении частот в зависимости от времени наблюдения исследуемого сигнала.

Рассмотрена возможность применения метода оптимальной фильтрации для уменьшения случайной погрешности измерения из-за влияния широкополосных помех в частотно-фазовых дальномерных системах с учетом применения в последних фильтра верхних частот. Предложен и описан алгоритм обработки выходного напряжения системы, реализующий его оптимальную фильтрацию при формировании сигнала для коррекции частоты, пропорциональной измеряемому расстоянию. Проведено численное моделирование для оценки случайной погрешности измерения расстояния, для чего разработаны соответствующие модели сигналов, используемые в вычислительных операциях. Произведена сравнительная оценка случайных погрешностей при использовании предложенного алгоритма оптимальной фильтрации и метода усреднения результатов многократных измерений, оценена эффективность использования оптимального фильтра.