Come fare un telemetro laser?

- Jan 23, 2019-

Come fare un telemetro laser?


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Il telemetro è uno strumento per misurare la lunghezza o la distanza. Allo stesso tempo, può essere combinato con il dispositivo o il modulo di misurazione dell'angolo per misurare l'angolo, l'area e altri parametri. Il telemetro ha molte forme, di solito un cilindro allungato, composto da una lente obiettiva, un oculare, un dispositivo di visualizzazione (che può essere integrato), una batteria e simili.

Allo stato attuale, una vasta gamma di laser finder è ampiamente utilizzata. Di solito, il display adotta un display LCD, ma il display LCD presenta i seguenti problemi: (1) Il display LCD utilizza una retroilluminazione per emettere luce, e una fonte di illuminazione deve essere aggiunta dietro il cristallo liquido, la luminosità è generale, e la la funzione di trasmissione non è fornita. Nelle notti in cui la luce è debole o non c'è luce, il testo e il motivo sul display non possono essere visti chiaramente; (2) viene aggiunta la retroilluminazione e le dimensioni esterne del telemetro vengono aumentate di conseguenza, rendendo il rilevatore di distanza di grandi dimensioni e scomodo da trasportare. (3) Il processo di produzione del display LCD è complesso e costoso.

La ricezione del segnale ottico del mirino laser viene principalmente riflessa, ricevuta e convertita in un segnale elettrico. Il segnale è piuttosto debole quando il segnale di ricezione riflessa è lontano ed è soggetto anche ad altre interferenze esterne, quindi è molto difficile ricevere ed elaborare il segnale. Il telemetro esistente adotta i seguenti mezzi tecnici: (1) utilizzando un fotodiodo a valanga ad alta sensibilità; (2) utilizzando un amplificatore a transconduttanza integrato o un triodo ad alta frequenza come preamplificatore; i suddetti mezzi tecnici, funzionanti a causa di un fotodiodo a valanga. La tensione è relativamente elevata e il circuito di amplificazione dell'alimentatore interferirà con altre linee, in particolare l'interferenza del preamplificatore; poiché il fotodiodo a valanga ad alta sensibilità, l'amplificatore a transconduttanza integrato e altri dispositivi sono estremamente costosi, il costo è più elevato; Il triodo è usato come preamplificatore. A causa della scarsa stabilità termica del triodo, la resistenza alle radiazioni è scarsa e la figura del rumore è ampia, influenzerà il rapporto rumore-rumore dell'intero circuito, influenzando la distanza e la precisione.

In sintesi, come progettare un telemetro che possa risolvere efficacemente i problemi esistenti è diventato uno dei problemi che gli esperti del settore devono risolvere.

Elementi di realizzazione tecnica:

In vista delle precedenti deficienze della tecnica precedente, la presente invenzione fornisce un rivelatore di distanza.

Al fine di raggiungere l'oggetto di cui sopra, la soluzione tecnica adottata dal modello di utilità è la seguente:

Un telemetro comprendente un alloggiamento, una lente obiettivo disposta nell'alloggiamento, un oculare, uno specchio che emette laser, uno specchio ricevente laser, un'unità di elaborazione centrale, un display, un trasmettitore laser, un ricevitore laser, un circuito di amplificazione del segnale, un circuito stampato e un alimentatore; Il processore è rispettivamente collegato elettricamente al display, all'emettitore laser, al ricevitore laser, al circuito di amplificazione del segnale, al circuito stampato, alla fonte di alimentazione, il display si trova sul piano focale dell'obiettivo e sul piano focale dell'oculare e la lente obiettivo è dotata in modo integrale dello specchio emettitore laser e il ricevitore laser comprende un elemento di rilevamento foto composto da un fotodiodo PIN E1 e un resistore R9, il circuito di amplificazione del segnale comprendente un circuito amplificatore di pre-tensione, un'unità di amplificazione con un feedback negativo e un'unità di conversione di impedenza e un condensatore collegato all'unità di amplificazione e all'unità di conversione di impedenza C6, il circuito di amplificazione di pre-tensione comprende un transistore di effetto di campo V2, i resistori R7, R8 e un condensatore C3 e l'unità di amplificazione con feedback negativo e l'unità di conversione di impedenza comprende transistor V1, Q1, Q2, resistori R3, R4, R6, R10, R11, R12, R13, R14, condensatore C7, C8, C9, C10, C12, fotodiodo PIN E1 terminale negativo e resistenza R9, FET V2 FET collegato è collegato al condensatore C6 e V2.

Inoltre, il display è un display OLED trasmissivo.

Rispetto alla tecnica precedente, il modello di utilità ha i seguenti effetti benefici:

Il modello di utilità adotta un fotodiodo PIN a basso costo come componente di rilevamento della luce e utilizza un FET ad alta frequenza come preamplificatore, confrontato con il fotodiodo a valanga esistente e un amplificatore a transconduttanza integrato come conversione fotoelettrica. E il ciclo di amplificazione, il costo complessivo è basso. Il fotodiodo PIN viene utilizzato, la tensione di funzionamento viene significativamente ridotta, il consumo energetico del circuito di alimentazione viene ridotto e l'interferenza della radiazione sul circuito esterno viene ridotta. Viene adottato il campo ad alta frequenza con una buona stabilità della temperatura, una forte resistenza alle radiazioni e una piccola figura di rumore. Il tubo dell'effetto è usato come preamplificatore. Rispetto al triodo esistente come circuito del preamplificatore, la stabilità della temperatura è migliore, la figura del rumore è più piccola, così che il rapporto rumore-rumore dell'intero circuito è aumentato e la qualità e la misurazione del segnale amplificato sono migliorate. La precisione della distanza aumenta la distanza di percorrenza. Il modello di utilità adotta il metodo per resistere alla separazione di capacità per eseguire il filtraggio e il disaccoppiamento, elimina in modo più efficace i segnali omologhi e altre interferenze e migliora la qualità del segnale di piccole dimensioni; e il circuito di amplificazione post-stadio adotta una struttura di trasformazione di impedenza e feedback negativa, in modo che il circuito sia più stabile.

Il modello di utilità adotta il display OLED rispetto al convenzionale display LCD: (1) OLED non necessita di retroilluminazione e può emettere luce da solo, quindi OLED è più luminoso del display LCD, il contrasto è ampio e l'effetto del colore è buono; (2) l'OLED non ha limiti sull'intervallo dell'angolo di visione, l'angolo di visione può generalmente raggiungere 160 gradi, in modo che non venga distorto se visto dal lato; (3) l'OLED deve essere acceso solo per accendersi e la tensione è inferiore, il che significa più risparmio energetico; (4) il peso dell'OLED è più leggero del display LCD. Il materiale deve essere piccolo, il processo di produzione è semplice e il costo nella produzione di massa è inferiore del 20% rispetto a quello del display LCD; (5) L'OLED ha anche le caratteristiche di essere pieghevole e resistente agli urti.

DISEGNI

La figura 1 è una vista schematica della struttura della presente invenzione.

2 è una vista schematica strutturale di un ricevitore laser e di un circuito amplificatore di segnali della presente invenzione.

In cui, il nome corrispondente del numero di riferimento è:

1 guscio, obiettivo a 2 obiettivi, 3 oculari, specchio a 4 laser, specchio di ricezione a 5 laser, unità di elaborazione a 6 centrali, display a 7, trasmettitore a 8 laser, ricevitore a 9 laser, scheda a 10 circuiti, 11 - loop di amplificazione di tensione, 12 - unità di amplificazione e unità di trasformazione di impedenza.

Modi dettagliati

La presente invenzione verrà ulteriormente descritta con riferimento ai disegni e forme di realizzazione allegate. Le forme di realizzazione della presente invenzione includono ma non sono limitate alle seguenti forme di realizzazione.

Come mostrato nelle figg. Da 1 a 2, un telemetro comprende un alloggiamento 1, una lente obiettivo 2, un oculare 3, uno specchio emettitore laser 4, uno specchio ricevente laser 5, un'unità di elaborazione centrale 6, un display 7 ed un emettitore laser disposti nel alloggi. 8. Il ricevitore laser 9, il circuito amplificatore di segnali, la scheda circuitale 10 e la fonte di energia; in cui il ricevitore laser 9 comprende un elemento sensibile alla luce composto da un fotodiodo PIN E1 e un resistore R9, il circuito amplificatore di segnale comprendente un circuito amplificatore di pre-tensione 11, L'unità di amplificazione con retroazione negativa e l'unità di conversione di impedenza 12, e il condensatore C6 collegato all'unità di amplificazione e all'unità di conversione di impedenza 12 sono i seguenti: il terminale positivo del fotodiodo PIN E1 è collegato al condensatore C2 e al resistore R2 e l'altra estremità del condensatore C2 è Il polo negativo della potenza l'alimentazione è collegata, l'altra estremità del resistore R2 è collegata al condensatore C1 e il resistore R1, l'altra estremità del resistore R1 è collegata alla sorgente di energia -Vcc, e l'altra estremità del condensatore C1 è collegata al polo negativo della fonte di energia; l'estremità negativa del fotodiodo PIN E1 è collegata con il resistore R9 e il transistore di effetto di campo V2. Collegato; il FET V2 ha un polo collegato al condensatore di messa a terra C3 e il resistore R7 del circuito, e il FET V2 ha un polo collegato al resistore R8 del circuito e il condensatore C6, e il resistore R 7. L'altra estremità di il resistore R8 è collegato al condensatore C5 e al resistore R5; l'altra estremità del condensatore C5 è collegata al condensatore C4 e messa a terra, e l'altra estremità del resistore R5 e il condensatore C4 è collegata ai resistori R3 e R4; l'altra estremità del condensatore C6 è collegata al transistore V1 e al resistore R6. Connessione; i componenti dell'unità di amplificazione e dell'unità di conversione di impedenza 12 sono collegati come segue: l'emettitore del transistore V1 è messo a terra, il collettore è collegato ai resistori R4 e R12, e l'altra estremità del resistore R12 è collegata alla base del transistore Q1 e il transistor Q1 è collegato. L'emettitore è collegato al resistore R11, il collettore del transistor Q1 è messo a terra, l'altra estremità del resistore R3 è collegata alla sorgente di alimentazione Vcc, il resistore R10, i condensatori C7, C8, le altre estremità dei condensatori C7 e C8 sono messi a terra e l'altra estremità del resistore R10 è collegata con il resistore R11. Il terminale, il resistore R13 e il condensatore C9 sono collegati, l'altra estremità del condensatore C9 è messa a terra, e l'altra estremità del resistore R13 è collegata con il condensatore C10 dell'emettitore del transistor Q2 e la massa dell'altra fine, e la base del transistor Q2 è collegata con il resistore R6 e con il transistor Q1. L'emettitore e il resistore R11 sono collegati ad un'estremità e il collettore del transistore Q2 è collegato ad un'estremità del resistore R14 e al condensatore C12 che è messo a terra all'altra estremità; il collettore del transistor Q2 è anche collegato all'unità di amplificazione e alla trasformazione di impedenza All'esterno del condensatore C11 è collegato all'elemento di circuito 12, il condensatore C11 e C12 è collegato all'altra estremità del condensatore C11 e il terminale di contatto OUT, OUT il terminale è anche collegato al processore centrale.

Il display 7 è un display OLED trasmissivo e l'unità di elaborazione centrale 6 è collegata elettricamente al display 7, all'emettitore laser 8, al ricevitore laser 9, al circuito amplificatore di segnale, alla scheda circuitale 10 e alla sorgente di alimentazione, rispettivamente, e il display 7 è situato sul piano focale dell'obiettivo 2 e dell'oculare 3 Sul piano focale, la lente obiettivo 2 è integralmente fornita con lo specchio emettitore laser 4.

Il principio di funzionamento del modello di utilità è il seguente:

L'unità di elaborazione centrale 6 controlla l'emettitore laser 8 per emettere un raggio di misurazione, e il raggio di misurazione viene trasmesso attraverso lo specchio emettitore laser 4 all'oggetto da misurare, e il raggio riflesso dell'oggetto da misurare viene proiettato sul laser ricevitore 9 attraverso lo specchio ricevente laser 5, e viene convertito. Il segnale elettrico viene amplificato dal circuito di amplificazione del segnale e inviato all'unità di elaborazione centrale 6. Il processore centrale 6 calcola il valore corrispondente e invia i dati al display OLED trasmissivo.

Principio di funzionamento del ricevitore laser 9 e del circuito di amplificazione del segnale: il fotodiodo PIN E1 funziona sulla tensione di polarizzazione inversa quando riceve il segnale laser riflesso dall'oggetto target e emette un segnale di corrente; il resistore R9 è uguale al fotodiodo PIN E1. Il ciclo, quando il fotodiodo PIN E1 riceve il segnale laser riflesso dall'oggetto target e emette un segnale di corrente, converte il resistore R9 in un segnale di tensione. Il circuito amplificatore di pre-tensione 11 amplifica il segnale di tensione collegato al resistore R9 e lo emette con C6. L'unità di amplificazione e l'unità di conversione di impedenza 12 con retroazione negativa amplificano ulteriormente il segnale di tensione emesso dal circuito di amplificazione di pre-tensione 11 e comprendono l'amplificazione a due stadi e la trasformazione di impedenza. I transistori V1 e Q1 sono composti da una pluralità di resistori e condensatori, che sono equivalenti ad un amplificatore combinato. Il resistore R6 è il resistore di polarizzazione di base del transistore V1 ed è anche un resistore di retroazione negativo per stabilizzare il punto di funzionamento statico. Allo stesso tempo, il transistore Q1 e il resistore R11 sono un seguitore di emettitore, e viene eseguita la variazione di impedenza del segnale, e l'impedenza di uscita bassa è accoppiata con l'anello di amplificazione composto da quest'ultimo transistor Q2 e il resistore R14. Dopo essere stato amplificato, viene emesso dal condensatore C11 ed emesso per l'uso dall'unità di elaborazione centrale 6.

Al fine di eliminare i segnali omologhi e altre interferenze, il modello di utilità imposta i resistori R5 e R13 ei condensatori C5 e C10 per utilizzare il filtro RC per il filtraggio, mentre i resistori R10 e R3 ei condensatori C4 e C9 sono separati dall'RC filtro. Il metodo di accoppiamento migliora efficacemente l'effetto di filtraggio, migliora la qualità del segnale e aumenta significativamente il rapporto segnale / rumore dell'uscita del circuito. I display OLED trasmissivi rendono anche il display migliore. Il modello di utilità presenta i vantaggi di un basso costo, un buon effetto di misurazione e una buona divulgazione e valore applicativo.

Le precedenti forme di realizzazione sono solo una delle forme di realizzazione preferite della presente invenzione e non dovrebbero essere usate per limitare l'ambito di protezione della presente invenzione. Qualsiasi alterazione o ritocco che è fatto nel disegno e nello spirito del corpo principale della presente invenzione, I problemi tecnici risolti dall'invenzione sono ancora coerenti con la presente invenzione e dovrebbero essere inclusi nell'ambito di protezione della presente invenzione.