163742. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés távolságok pontos meghatározására modulált fény fáziskülönbségeinek mérése útján
11 163742 12 D = 1000 (L'i - L'2) • M (4/a) Li3 - 10 (L'i - L'3) • L'3 ^ A13K .... (5/a) ' ahol a k = 0 vagy 1, az Ni és N3 párosságából és Li^L3 viszonyból megállapítható módon. A (4/a) egyenlet azt jelenti, hogy a mérendő távolság 1000-es, 100-as és 10-es helyi értékű számjegyeit az (L'i-L*2) különbség, míg l-eseit és tizedeseit V\ szolgáltatja. Mivel (L'i-L'2)-ben elkövetett 10 mm-es hiba mért távolság számításánál 10 m hibát okoz, gondoskodni kell a hiba felismeréséről és korrekciójáról. Ez az (5/a) egyenlet alapján történhet. A módszert egy számpélda illusztrálhatja, amelyben célszerűség kedvéért az fl,f2Í3 frekvenciák megválasztása úgy történhet, hogy a (2) egyenletekből normál állapotú levegőben 6328Á hullámhosszú fény sebességével az alábbi modulációs negyed-hullámhosszak adódnak: — = 5'-m; — = 5.005 m és — * 5.5 m. Ebben az 4 4 4 esetben: — Ai 2 = 5000-m, ~ A, 3 =50-m; A(Li -L2)<5mm, A(Li-L3)<500mmésNi3.—A13 =L100m 4 (ahol i egész szám). Ezekkel az értékekkel az (5/a) és (5) egyenletek összehasonlításából I43 a mérendő távolságnak 100 m-en aluli részét adja, mégpedig első két jegyében, míg (Li -L3 = 500 mm hiba esetén is, pontosan. Mivel pedig L13 első két jegyének egyeznie kell a (4/a) egyenletből számított D tizedeseivel és egyeseivel, a két érték összehasonlítása egyrészt lehetővé teszi az említett 10 m-es hibák elkerülését, másrészt az Lj és 1_2 mérésnél esetleg elkövetett kisebb hibák helyesbítését. Ez például úgy történhet, hogy L| és L2 mért értékeit egyenlő mértékben oly módon változtatjuk meg, hogy D-nek a (4/a) egyenletből számítható tízesei és egyesei L13 első két jegyével megegyezzenek. A módosítás végrehajtása L'i értékét és ezzel a mérendő távolság tizedes értékét is pontosabbá teszi. Minthogy a találmány szerinti fázismérő és optikai fázistoló miatt legalább 1 mm-es feloldóképességű, a leírt eljárás nagy távolságok mm-es pontosságú mérését teszi lehetővé. A számpéldát egy tényleges távolságra alkalmazva tételezzük fel, hogy a műszerrel mért fáziskülönbséffek: L] =l'532m (Ni páros) L2_= 4*854 m(N2 páratlan) L3 = 2*18m(N3 páros) A számítás menete: X2 a.) L2 és L3 átalakítása: L'2 = L2 = 4 = 4-854-5"005 = -0:i51m L'3 = L3 = 2!618 - 5;555 =-2*,937 m 4 b.) DkÖ2e i ítő = 1000 (Li - L'2) • Li = = 1000 (1*532 + 0M51>i:532= 1684*532 m c.) mivel Li<L3 és Ni és N3 is páros, ezért K = 1 10 ezzel L13 = KKLi-L^L 3*50k = 10(1 532* + 2-937)-2.937+50- =91-753 Mivel Dközeiítő tízeseinek és egyeseinek egyezniők 15 kell Lu-mal, de mert L, 3 a pontosabb, ezért D közelítő nem 1684 m, hanem 1691 m. így Li és L2 mérésénél összesen 8 mm-hibának kellen lennie. Ezért olyképp módosítjuk a mért értékeket 4^4 mm-rel, hogy az egyezés megvalósuljon. 9fl d.) Eszerint a helyesbített értékek: 20 Li -L3 =1691 m e.) A D pontos értékének meghatározása a (4/a) egyenletből a következő: figyelembe kell venni azt, hogy a (4/a) egyenlet első tagja az (1) egyenlet első tagjával azonos, tehát mivel Ni, az a.) alatti átalakítás elvégzése után páros egész-szám 30 — pedig a mérőfrekvencia 4 megválasztása következtében: 5 m, tehát az említett első tag 10 m-re kerek szám. Ennél fogva, ha a mért 35 értékek módosítása után 1000 (L1-L2) értéke nem pontosan 10 m-re kerek volna, akkor azt 10 m-re kerekíteni kell. A számpéldában 1000(L' l-L"2)= 1000 (1-536+0-155) = 40 = 1691 m kerekítve: 1690 m. A mért távolság tehát a (4/a) egyenlet felhasználásáVtal * D = 1000(L"i-L"2>L" = 1690• + 1-536 = 1691536 m 45 A számpéldából jól látható a találmány szerinti eljárás előnye: más fénytávmérőkkel ellentétben, amelyeknél a mérés három, sőt négy frekvencián többszöri leolvasással történik, a mérési eredmény kiértékelése hosszas és bonyolult számításokat tesz 50 szükségessé, amelyekhez sok esetben számítógép is szükséges, a mérés lényegében két, célszerűen megválasztott (fi/2) mérőfrekvencián történik, míg a harmadik (í^) frekvencián végzett mérés csak a két alapmérés esetleges hibáinak kiküszöbölésére szolgál, 55 a mért és - szükség esetén korrigált - fáziskülönbségek különbségei számjegyszerűen a távolságnak a tizedespont, előtti negyedik, harmadik és második jegyét adják, míg az Li fáziskülönbség az első jegyet és a tizedeseket. Mind a korrekciók, mind 50 a távolság kiszámítása egyszerű számok összeadása és kivonása útján történik, ami terepen is gyorsan elvégezhető. A leírt eljárás előfeltételei: a fáziskülönbségek legfeljebb a (6), (7.) egyenlőtlenségekkel meghatá-65 rozott hibával történő mérése, a (8.) egyenletekkel meghatározott mérőfrekvencia-arányok, végül a mérőalapfrekvencia (fi) olyan megválasztása, hogy a 6
