Лазерный неконтактный датчик высоты

Полезная модель относится к лазерным неконтактным датчикам высоты.

Технический результат модели - повышение быстродействия и виброустойчивости лазерного неконтактного датчика высоты.

Лазерный неконтактный датчик высоты содержит последовательно-соединенные генератор высокой частоты, делитель частоты, генератор импульсов тока, полупроводниковый квантовый генератор (ПКГ), блок опорного напряжения, подключенный к генератору высокой частоты, а также исполнительный каскад. Отличительными признаками являются то, что в него введены первый и второй фазовые детекторы, полупроводниковое фотоприемное устройство, аттенюатор и схема сравнения, причем, выходы блока опорного напряжения подключены к соответствующим первым входам первого и второго фазовых детекторов, вторые входы которых подключены к фотоприемному устройству, выход первого фазового детектора через аттенюатор подключен к первому входу схемы сравнения, выход второго фазового детектора подключен ко второму входу схемы сравнения, выход которой подключен к исполнительному каскаду.

Полезная модель относится к военной технике, в частности к неконтактным датчикам высоты.

Известен дальномер (Авт. Свид. №256291, 1970 г.), содержащий последовательно-соединенные генератор высокой частоты, делитель частоты, генератор импульсов тока, полупроводниковый квантовый генератор (ПКГ). Недостатком устройства является низкое быстродействие.

Известен дальномер на импульсно-фазовом принципе действия, взятый за прототип предлагаемой полезной модели (Дерягин В.Н., С.С.Баркалов, Ю.В.Попов «Высокоточный импульсный светодальномер ГДФИ-2 с фазовой индикацией на основе неохлаждаемого ПКГ», ОМП №12, 1970 г., с.27-31), содержащий последовательно-соединенные генератор высокой частоты, делитель частоты, генератор импульсов тока, полупроводниковый квантовый генератор (ПКГ), блок опорного напряжения, подключенный к генератору высокой частоты, а также исполнительный каскад.

Недостатками данного устройства, препятствующим его использованию в качестве неконтактного датчика высоты, является низкое быстродействие, обусловленное ручным измерением фазы, а также использование фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), обладающего низкой виброустойчивостью.

Задача полезной модели состоит в исключении ручного измерения фазы и обеспечении использования полупроводникового фотоприемного устройства (ФПУ) вместо ФЭУ.

Технический результат - повышение быстродействия и виброустойчивости лазерного неконтактного датчика высоты.

Сущность предложения заключается в следующем. Лазерный неконтактный датчик высоты содержит последовательно-соединенные генератор высокой

частоты, делитель частоты, генератор импульсов тока, полупроводниковый квантовый генератор (ПКГ), блок опорного напряжения, подключенный к генератору высокой частоты, а также исполнительный каскад. Отличительными признаками являются то, что в него введены первый и второй фазовые детекторы, полупроводниковое фотоприемное устройство, аттенюатор и схема сравнения, причем, выходы блока опорного напряжения подключены к соответствующим первым входам первого и второго фазовых детекторов, вторые входы которых подключены к фотоприемному устройству, выход первого фазового детектора через аттенюатор подключен к первому входу схемы сравнения, выход второго фазового детектора подключен ко второму входу схемы сравнения, выход которой подключен к исполнительному каскаду.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемой полезной модели.

Устройство состоит из последовательно соединенных генератора 1 высокой частоты, делителя 2 частоты, генератора 3 импульсов тока, полупроводникового квантового генератора 4, блока 5 опорного напряжения, подключенного к генератору 1 высокой частоты, выходы которого подключены к соответствующим первым входам первого и второго фазовых детекторов 6, 7, вторые входы которых подключены к фотоприемному устройству 8, выход первого фазового детектора 6 через аттенюатор 9 подключен к первому входу схемы 10 сравнения, выход второго фазового детектора 7 подключен ко второму входу схемы 10 сравнения, выход которой подключен к исполнительному каскаду 11.

Устройство работает следующим образом: генератор 1 высокой частоты (ГВЧ) формирует периодический сигнал с частотой . Сигналы с ГВЧ 1 поступают на делитель 2 частоты (ДЧ), формирующий периодический сигнал с частотой =/n (n>1), который поступает на генератор 3 импульсов тока (ГИТ), формирующий токовые импульсы для работы ПКГ 4. Сигналы с ГВЧ 1 поступают также на блок 5 опорного напряжения (БОН), который формирует два опорных колебания вида U _оп1=U_m·(1+cos(·t+₁)) и U_оп2=U _m·(1-cos(·t+₁)),

(ГИТ), формирующий токовые импульсы для работы ПКГ 4. Сигналы с ГВЧ 1 поступают также на блок 5 опорного напряжения (БОН), который формирует два опорных колебания вида =U_m·(1+cos(·t+₁)) и =U_m·{1-cos(·t+₁)), каждое из которых поступает на свой фазовый детектор (ФД) 6, 7, на которые поступает сигнал с выхода ФПУ 8. Сигнал с выхода одного из ФД 6 ослабляется аттенюатором 9 и поступает на первый вход схемы 10 сравнения (СС), на второй вход которой поступает сигнал с выхода второго ФД 7. Ослабление аттенюатора 9 определяет уставку высоты. Разрешающий сигнал с выхода схемы 10 сравнения поступает на исполнительный каскад (ИК) 11.

Технический результат, а именно, повышение быстродействия и виброустойчивости лазерного неконтактного датчика высоты, получен за счет замены ручного способа измерения фазы на электронный, заключающийся в сравнении амплитуд сигналов, поступающих с ФД 6 и ФД 7, а также за счет применения полупроводникового фотоприемного устройства вместо фотоэлектронного умножителя.

Лазерный неконтактный датчик высоты, содержащий последовательно-соединенные генератор высокой частоты, делитель частоты, генератор импульсов тока, полупроводниковый квантовый генератор, блок опорного напряжения, вход которого подключен к генератору высокой частоты, а также исполнительный каскад, отличающийся тем, что в него введены первый и второй фазовые детекторы, полупроводниковое фотоприемное устройство, аттенюатор и схема сравнения, причем выходы блока опорного напряжения подключены к соответствующим первым входам первого и второго фазовых детекторов, вторые входы которых подключены к фотоприемному устройству, выход первого фазового детектора через аттенюатор подключен к первому входу схемы сравнения, выход второго фазового детектора подключен ко второму входу схемы сравнения, выход которой подключен к исполнительному каскаду.