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水准仪数字化改造中光电成像系统的设计


维普资讯 http://www.cqvip.com 第2 9卷 第 3期  河 北 理 工 大 学 学 报 (自然 科 学 版 )   J u n l f b i oyeh i  nv ri ( a rl cec  dt n  o r a    e  ltc ncU ies y N t a S i eE io ) o He P t u   n i V l2  N ?  o? 9 o 3 A g20  u ?0 7 20 0 7年 8月  文 章 编 号 :6 40 6 (0 7 0 -0 90  17 -22 2 0 )30 5 -5 水 准仪数 字化改造 中光 电成像 系统 的设计  李要球 王 志兴  袁 吉仁。 , ,   ( .淮 海 工 学 院 东港 学 院 , 苏 连 云港 2 2 6 2 1 江 2 0 9;.南 京 理 工 大 学 理 学 院 ;.南 昌 大 学 物 理 实 验 中 心 ) 3   关 键词 : 准仪 ; 电成像 系统  水 光 摘 要: 以光 学 自动安 平 水 准仪 为依托 , 水 准测 量 的数 字 化进 行 研 究 , 光 学 自动 安 平 水 准  对 在 仪 的 主光路 中增 设偏 振分 光镜 , 选取 线 阵 C D 图像 传 感 器作 为标 尺 图像 采 集 器件 , 定 了各  C 确 部分 的参数 , 完成光 电成 像 系统 的设 计 。 实验 测试 表 明 , 计 的样 机 整 体 性 能较 好 , 以满足  设 可 电子读 数 的要 求 。   中 图分类 号 :H 7 1 1 T  4 . 4 文献 标识 码 :   A 0 引言    水 准仪 的数 字化改 造 就是 在传 统 的光 学水 准仪 中增 加光 电测 量器 件 , 现 水 准测 量 的数字 化 、 实 自动 化 。   改造后 整个 光 电成像 系统包 括 两个 子 系统 , 即光 学望 远 系统 和 固 体 图像 传 感器 。光 学 望 远 系统 是 将 自动安  平 水 准仪 主光路 中加入 分 光镜 , 工完 成对 准 和调焦 之后 , 尺条码 一 方 面被成 像 在望 远镜 分 划板 上 , 目 人 标 供   视观测 , 另一方面通过望远镜的分光镜 , 标尺条码又被成像在光 电传感器上 , 通过信号调理 , A D得到数  经 / 字化条码图像 , 再经过相应的数字图像处理算法 , 进行 图像定位 , 实现电子读数。改装的光路示意图如 图 1   所示。虚线框中的部分就是我们所改装的部分 。   1物镜 ; 2自动安平水准机构 ; 3偏振分光镜 ;C D图像传 感器 ; 4C 5目镜  图 1 光路改装示意 图  1 光 电成 像 系统 参 数 的确 定    1 1 条码标 尺 参数 的确 定  . ?   对 于望远 镜 , 小分 辨角 有两 种 计算 方法 , 最 分别 为  瑞 利 角距 离 ( 以弧度 为单 位 ) : =12 A D 是 O .2 /   t 阿贝 角距 离 ( 以弧度 为单 位 ) : =A D 是 r o /  其 中 D望远 镜 的物镜 的直 径 。可 见 , 大 , 辨本 领 愈强 。为 了使 水 准 仪 的精度 更 高 , D愈 分 我们 采 用 阿 贝  角 距离 的计 算 方法 。   在观测时 , 的是可见光 , 用 其中心波长为 50 m。望远镜 的有效 口颈是 4 m 视场角是 13 根据光学  5n , 0 m, 。0, 水

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