Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
СВЕТОВЙЕ ЭТАЛОНЫ — меры для воспроизведения, хранения и передачи световых единиц, обеспечивающие единство световых измерений с иаивысшей достижимой точностью. В качестве С. э. в разное время применялись: пламя свечи или лампы с заданными характеристиками (размеры пламеии, вид топлива, скорость сгорания и пр.); 1 см3 поверхности платины при темп-ре затвердевания; электрич. лампы накаливания. Различают первичные и вторичные С. э. Первичный С. э. единицы силы света (канделы) был осуществлён в национальных лабораториях 8 стран в виде т. н. полного излучателя, обладающего свойствами абсолютно чёрного тела, при темп-ре затвердевания платины (2045 К). Его яркость 6-Ю6 кд/м2, международная согласованность ок. 0,6% при внутрилабораториой погрешности ±0,2%. Этот С. э. действовал по международному соглашению с 1948 по 1979. В 1979 решением Международного комитета по световым стандартам принято новое определение канделы, устанавливающее её связь с ваттом моиехроматич. излучения вне зависимости от способа воспроизведения. Вторичные С. э. для единиц силы света и освещённости и для единицы светового потока представляют собой группы светоизмерит. ламп накаливания различного устройства и разной цветовой темп-ры. В. Е. Карташеве кая.
CBETO ДАЛЬ НОМЕР — прибор для измерения расстояний по времени прохождения его оптич. излучением (светом). С. содержит источник оптич. излучения, устройство управления его параметрами, передающую и приёмную системы, фотоприёмиое устройство и устройство измерения временных интервалов.
С. разделяются на импульсные и фазовые в зависимости от методов определения времени прохождения оптич. излучением расстояния до объекта и обратно (см. Светодальнометрия). Импульсные методы (методы с непосредств. измерением времени распространения) позволяют получать достаточно высокую точность (еди-вицы и десятки CM) только в случае усреднения ооль-464 шого числа измерений.
В импульсных С. источником излучения обычно являются твердотельные . и полупроводниковые лазеры, работающие в ближнем ИК-диапазоие (0,8-=-1,06 мкм), излучение к-рых формируется в виде коротких импульсов. Медленно меняющиеся расстояния измеряются с помощью одиночных импульсов; при, быстро меняющихся расстояниях применяется непрерывно-импульсный режим излучения. Твердотельные лазеры допускают частоту следования импульсов излучения до 50—100 Гц, полупроводниковые — до IO4—IO5 Гц. Короткие импульсы (20—40 ис) твердотельных лазеров формируют в режиме модуляции добротности с помощью различного рода оптических затворов, В полупроводниковых лазерах генерация коротких импульсов мощностью до сотен Вт осуществляется путём формирования коротких импульсов тока накачки.
Импульсные С. используются в основном для измерения расстояний (сотии м — десятки км) до диффузно-рассеивающих объектов с точностью до единиц м.
В фазовых С.в качестве источников излучения применяются, как правило, светодиоды, непрерывные газовые лазеры (He — Ne, He — Cd, CO2) либо полупроводниковые лазеры с мощностью излучения в единицы мВт.
Обычно модуляция гармоиич. сигналом оптич. излучения газовых лазеров осуществляется виеш. элект-рооптич. или акустооптич. модуляторами иа частотах до десятков н сотен МГц, а модуляция полупроводниковых излучателей — током накачки. Фазовые С. обеспечивают дальность действия при работе с оптич. отра-
V жателями на объекте от единиц до десятков км, а пра диффузном отражении от объектов — до сотеи м.
В качестве фотоприёмииков чаще всего применяются фотодиоды или фотоумножители. Из-за нестабильности электронных элементов фазовый сдвиг сигналов за время язмереиий подвергается дрейфу. Для его учёта в С. включается линия оптич. короткого замыкания — система зеркал и призм или световодов, по к-рой модулиров. свет направляется из передатчика в приёмник, минуя измеряемую дистанцию. Измерение разности длин внеш. и виутр. дистанции позволяет учитывать и компенсировать ошибку за счёт дрейфа масштабной частоты. Большинство совр. С. построено по гетеродинной схеме с измерением разности фаз на низкой промежуточной частоте, что позволяет автоматизировать процесс измерений с использованием цифровых методов. Прк этом разность фаз между опорным и измерит, сигналами представляется в виде последовательности импульсов, числа к-рых подсчитывается.
Совр. С. по назначению и техн. параметрам условно можно разделить на три группы: для измерения больших расстояний (до 50 км) с ошибкой измерения 5—20 мм; для измерения малых расстояний (до Ю-1-15 им) с ошибкой измерения 5ч- 10 мм; прецизионные С. с ошибкой измерения 0,3-0,5 мм и дальностью до 0,1—1 км. Нек-рые совр. С. представляют собой светодальиомериые насадки на теодолит, что расширяет круг решаемых прибором задач.
Объединение дальномерной и угломерной частот в единую конструкцию выделило отд. группу приборов — электронные тахеометры, представляющие собой комбинации электронного теодолита, светодальиомера и микропроцессора. В отд. класс выделяются двухволиовые-С., позволяющие измерять расстояния (с коррекцией влияния атмосферы) дисперсионным методом определения среднего вдоль трассы показателя преломления воздуха.
