Геометрические дальномеры

Нитяной дальномер имеет постоянный угол. Это зрительная труба, имеющая две параллельные нити в поле зрения. База этого дальномера – переносная, это рейка с делениями. Расстояние до базы пропорционально числу делений рейки, которые наблюдатель видит в зрительную трубу. Такой нитяной дальномер имеют, как правило, геодезические приборы – нивелиры, теодолиты.

Монокулярный дальномер. Окуляр его составлен из двух половин, разделенных линией по горизонтали. Если наблюдаемый объект находится очень далеко, то обе половины объекта находятся на горизонтальной линии раздела, и получается цельное изображение. Если объект приближается, то половинки изображения расходятся вдоль разделительной линии. Дальномер имеет оптический компенсатор, который сводит смещенные половинки, тем самым определяется расстояние до объекта.

Фотографический дальномер — это оптическая система, объединяющая монокулярный дальномер с видоискателем фотоаппарата. Изображение объектов видно в окуляре несовмещенным, так как прошло через две разные оптические системы. Перемещение оптического компенсатора дает совмещение и получение четкого изображения.

Стереоскопический дальномер – бинокулярный. Имеет постоянную базу. Это зрительная труба с двумя окулярами.

Он работает на принципе стереоскопического эффекта: изображения наблюдаются каждым глазом отдельно и сливаются в одно объемное изображение. В фокальной плоскости дальномера находится метка, и с ней совмещают изображение с помощью оптического компенсатора. Его смещение пропорционально расстоянию, которое надо определить. Стереоскопический дальномер с постоянной базой точнее, чем нитяной и монокулярный.

Действие физических дальномеров основано на измерении времени, за которое посланный дальномером сигнал проходит расстояние до наблюдаемого объекта и обратно.

Световые дальномеры делятся на фазовые и импульсионные. Импульсионный дальномер измеряет время прохождения светового импульса до объекта и обратно.

Фазовый дальномер создает непрерывный световой поток различной интенсивности. У посланного и отраженного потока света меняются разность фаз, интенсивность потока. По числу минимумов и максимумов интенсивности света определяют время и расстояние до наблюдаемого объекта. Световые дальномеры различаются по их величине и точности. Малые светодальномеры используются в топографии, средние, и особенно большие, – в космических исследованиях. Точность их измерения доходит до 1: 400 000.

Радиодальномеры делятся на импульсные и с непрерывным излучением. Измеряет расстояние до наблюдаемого объекта по времени и скорости прохождения радиоволн до объекта и обратно, после их отражения. Радиодальномеры бывают с пассивным и активным отражением. Пассивное отражение основано на попадании на вход приемника двух сигналов – одного с радиопередатчика, другого после отражения от объекта, расстояние до которого и нужно определить. Активное отражение использует ведущую и ведомую станции, находящиеся на концах измеряемого расстояния. Ведомая станция принимает радиосигналы с ведущей станции и преобразует, ретранслирует их. Радиосигналы могут быть непрерывными и импульсными. Если колебания непрерывные, то расстояние измеряется фазовым методом, разность фаз измеряет индикатор на ведущей станции. Фазовые радиодальномеры имеют наибольшую точность в измерении и используются в военном деле, геодезии, навигации.

С помощью акустического дальномера определяют расстояние в толще воды в море или океане. Так как жидкая среда поглощает и рассеивает свет и радиоволны, то свето– и радиодальномеры под водой не используются.

Акустический дальномер – это гидролокатор, определяющий расстояние до подводных объектов с помощью звуковых сигналов частотой в диапазоне 4—40 кГц. Гидролокатор имеет акустическую систему, которая находится в контейнере, буксируемом кораблем на заданной глубине.

Характеристики всех дальномеров физического типа – это мощность посылаемых сигналов и чувствительность приемника, который фиксирует посланный сигнал.

Датчик

Датчик – то же, что измерительный преобразователь. Очень часто в технической литературе термином «датчик» обозначают элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства, преобразующий контролируемую величину (давление, температуру, частоту, силу света, электрическое напряжение, силу тока и т. д.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, хранения, обработки, регистрации, а также для воздействия им на управляемые процессы. В состав такого датчика входят воспринимающий (чувствительный) орган и один или несколько промежуточных преобразователей. Во многих случаях датчик состоит только из одного воспринимающего органа, выполняющего также функции преобразователя (например, термопара, тензодатчик). Во многих отраслях промышленного производства широко распространены датчики, действие которых основано на изменении электрической емкости, сопротивления, индуктивности, взаимной индуктивности или ЭДС (емкостный, реостатный, индуктивный, трансформаторный датчики) под воздействием контролируемой физической величины. По виду воспринимаемой физической величины и принципу действия различают датчики перемещения, датчики давления, пьезоэлектрические датчики, фотоэлементы, тензодатчики и др. Применяются датчики практически всех видов в системах автоматического управления и контроля технологическими процессами, в устройствах дистанционного измерения и сигнализации. Согласно государственному стандарту СССР на систему обеспечения единства измерений термин «датчик», применяемый в широком смысле, был заменен в 1990-х гг. термином «измерительный преобразователь».