DE1548525C3 - Mit kontinuierlicher Frequenzänderung arbeitender Modulationsphasenvergleichs-Entfernungsmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit elektro- r — _£_ . ^2 ~ ^φι

magnetischen Wellen arbeitenden Entfernungsmesser 4 π F₂-F₁
mit einer Signalquelle zur Erzeugung eines Signals

mit einer sich periodisch zwischen zwei Extremwer- 65 Dieses nicht mehr vieldeutige Meßergebnis stellt

ten kontinuierlich ändernden Frequenz, zwei Oszilla- eine Grobmessung dar. Die Feinmessung erfolgt

toren, die Frequenzen erzeugen, deren Differenz eine durch die Ablesung des Phasenmeßgeräts für die

Niederfrequenz ist, einem Sender zum Abstrahlen Frequenz F₂.

Es gilt die Beziehung:

In dieser Gleichung ist Φ₂ jedoch nur bis auf ein ganzzahliges Vielfaches von Phasendrehungen bekannt, so daß sich nach dieser Feinmessung ergibt:

7? — ja —

4π F₂

4- K

2F₂

wobei -£- die Wellenlänge A₂ ist, die der Frequenz F₂

entspricht.
Daraus folgt:

R =

4π

JJJL
2

Offensichtlich ist die letzte Messung um so genauer, je kleiner die Wellenlänge A₂ ist. Wenn man beispielsweise die Phase auf 1,5° genau messen kann, beträgt der Entfernungsfehler δR:

OR= + J- A
240 2

Wählt man beispielsweise für F₂ einen Wert von 15 MHz, so ergibt sich:

A₂ = 20 m

OR = F^-™- = F 0,04 m
240

Mit Hilfe der Erfindung soll nunmehr ein Entfernungsmesser der eingangs genannten Art derart ausgestaltet werden, daß er bei großer Anzeigegenauigkeit in einem einzigen Meßvorgang ein einfach abzulesendes eindeutiges Meßergebnis liefert.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Meßvorrichtung in an sich bekannter Weise einen Anzeiger für die Zahl der vollständigen Phasendrehungen und einen Anzeiger für Bruchteile vollständiger Phasendrehungen enthält, daß in den Übertragungsweg des Niederfrequenzsignals ein hinsichtlich Phasenverschiebungen kompensierter Verstärker mit geregelter Verstärkung eingefügt ist, und daß der Anzeiger für vollständige Phasendrehungen in Zeitpunkten, in denen die Ausgangsfrequenz der Signalquelle gerade einen Extremwert hat, auf den Wert Null einstellbar ist, ohne daß sich dabei die Anzeige der Bruchteile der vollständigen Phasendrehungen ändert.

Bei dem erfindungsgemäßen Entfernungsmeßgerät lassen sich die Endstellungen der beiden Anzeiger praktisch mit einem Blick ablesen; das Meßergebnis ist eindeutig, da der eine Anzeiger unmittelbar die vollständigen Phasendrehungen erkennen läßt, während der andere Anzeiger den zusätzlich noch auftretenden Bruchteil einer vollständigen Phasendrehung angibt. Bei der Durchführung der Messung muß lediglich der Anzeiger für die vollständigen Phasendrehungen einmal auf den Wert Null eingestellt werden, wenn die von der Signalquelle abgegebene Frequenz einen ihrer Extremwerte hat. Der zur Verstärkung des empfangenen Signals notwendige Verstärker ist phasenkompensiert, damit die von ihm hervorgerufene Phasenverschiebung nicht das Meßergebnis verfälscht. Ferner weist er eine Verstärkungsregelung auf, damit dem Phasenkomparator trotz Schwankungen der Amplitude des empfangenen Signals ein Signal mit praktisch fester Amplitude zugeführt wird. Andernfalls würde die Messung der Phase mehr oder weniger von der Amplitude des dem Phasenkomparator zugeführten Signals abhängen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Verstärker ein Niederfrequenzverstärker mit großer Bandbreite ist. Bei großer Bandbreite erzeugt der Verstärker weniger starke eigene Phasenverschiebungen, die sich somit leichter kompensieren lassen als die bei einem selektiven Verstärker auftretenden großen Phasenverschiebungen.

Zur Vermeidung der Schwierigkeiten, die sich für die automatische Verstärkungsregelung des Verstärkers ergeben, wenn das empfangene Niederfrequenzsignal kleiner als das Rauschsignal ist, ist gemäß einer

so Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß in die zur automatischen Verstärkungsregelung des Verstärkers vorgesehene Gegenkopplungsschleife ein auf die Frequenz des Niederfrequenzsignals abgestimmtes Filter, ein Gleichrichter und ein weiterer Verstärker eingefügt sind.

Auf Grund dieser. Ausgestaltung wird die Verstärkung exakt in Abhängigkeit vom empfangenen Niederfrequenzsignal geregelt, da nur dieses Signal durch das Filter zum Verstärker gelangen kann. Dieses FiI-ter kann sehr selektiv sein, da Phasenverschiebungen in der Gegenkopplungsschleife keinen Einfluß auf das Meßergebnis haben.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild eines bekannten Entfernungsmessers zur Veranschaulichung eines bisher üblichen Meßvorgangs,

F i g. 2 eine Darstellung der bei dem Entfernungsmesser von F i g. 1 verwendeten Phasenmeßvorrichtung,

F i g. 3 eine schematische Darstellung der beim erfindungsgemäßen Entfernungsmesser verwendeten Meßvorrichtung,

F i g. 4 eine weitere Ausführungsform der beim erfindungsgemäßen Entfernungsmesser verwendeten Meßvorrichtung,

F i g. 5 ein Gesamtblockschaltbild des erfindungsgemäßen Entfernungsmessers und

F i g. 6 einen Ausschnitt aus dem Blockschaltbild von F i g. 5 zur Veranschaulichung der Ausführung der Gegenkopplungsschleife des verwendeten Verstärkers.

In F i g. 1 ist der bekannte Entfernungsmesser im Prinzip dargestellt. Ein Programmierer 1 verändert die Ausgangsfrequenz F der Signalquelle 2 in kontinuierlicher Weise zwischen zwei vorbestimmten und mit ausreichender Genauigkeit eingestellten Extremwerten F₁ und F₂. Die sinusförmige Ausgangsspannung der Signalquelle 2 dient zur Modulation der von einem Sender 3 abgegebenen elektromagnetischen Wellen, die sowohl Lichtwellen als auch HF-Wellen sein können. Die von dem an einem Ende der zu vermessenden Strecke angeordneten Sender 3 abgestrahlte Welle gelangt zum anderen Ende der Strecke, an dem sich ein Trieder 4 befindet, der den Reflektor bildet. Die Welle wird zum Sender reflektiert und von einem beim Sender3 angeordneten Empfänger 5 empfangen. Dieser Empfänger stellt die Spannung der

Modulationsfrequenz F fest, die im Verstärker 6 verstärkt wird. Die Spannung am Ausgang des Verstärkers 6 wird mit der Spannung am Ausgang der Signalquelle 2 in einer Phasenmeßvorrichtung 7 verglichen, die die Phasenverschiebung der Modulationsspannung, die durch die Laufzeit vom Sender 3 zum Trieder 4 und zurück erzeugt wird, bestimmt.

Wenn man Lichtwellen verwendet, kann man als Modulationsvorrichtung für die Wellen eine KERR-Zelle oder als Lichtquelle einen Laser, z. B. einen Halbleiter-Laser, verwenden. Man kann auch Infrarot-Strahlen verwenden, und benutzt in diesem Fall als Sender eine Halbleiterdiode mit Infrarotemission.

In F i g. 2 ist eine Ausführungsform der Meßvorrichtung 7 gezeigt, welche einen von einem Servo-Motor angetriebenen Rotationsphasenschieber aufweist. Leitung 42 ist die Verbindung zur Signalquelle 2, und die Leitung 46 ist die Verbindung zum Verstärker 6. Die Phase der Ausgangsspannung an der Leitung 42 wird durch einen Rotationsphasenschieber 8 verschoben, der beispielsweise ein Drehmelder (Synchro) ist. Diese phasenverschobene Spannung wird auf den einen Eingang des Phasenkomparators 9 gegeben, dessen anderer Eingang mit der Leitung 46 vom Verstärker 6 verbunden ist.

Die Ausgangsspannung des Komparators 9 steuert einen Gleichstrommotor 10, auf dessen Achse der Rotationsteil des Phasenschiebers 8 und ein Anzeiger 11 aufgekeilt sind. Offensichtlich hat sich die Motorachse, wenn das Gleichgewicht erreicht ist, d. h., wenn der Motor 10 steht, um einen solchen Winkel gedreht, daß der Phasenschieber 8 eine Phasenverschiebung zwischen den über die Leitungen 42 und 46 zugeführten Spannungen mißt. Dieser Drehwinkel wird durch den Indikator 11 angegeben.

Bei dieser Ausführungsform muß das Phasenmeßgerät während der gesamten Dauer der Frequenzänderung vom Wert F₁ zum Wert F₂ überwacht werden, um außer der Anfangs- und Endstellung des Zeigers die Anzahl der Umdrehungen dieses Anzeigers während der Frequenzänderung zu bestimmen.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Phasenmeßvorrichtung wird diese Notwendigkeit der ständigen Beobachtung des Anzeigers beseitigt, indem zwei Anzeiger verwendet werden, von denen einer dem anderen gegenüber im Verhältnis von η untersetzt ist, und zwar in der Weise, daß praktisch der zweite Anzeiger sicher weniger als eine Umdrehung im Laufe der Frequenzänderung ausführt. <

Dieser zweite Anzeiger ist dabei von Hand so verschiebbar, daß er auf Null gestellt werden kann, wenn die Frequenz der von der Signalquelle abgegebenen Modulationsspannung einen der Extremwerte hat, z. B. den unteren Wert F₁.

Die Änderung der Phasenverschiebung, die auftritt, wenn die Modulationsspannung von der Frequenz F, zu der Frequenz F₂ verschoben wird, ist gleich der Phasenverschiebung, die auch bei einer Messung mit einer Modulationsfrequenz F₂-F₁ auftreten würde, wobei diese Phasenverschiebung durch den Faktor

P =

F₂-F₁

bezüglich der bei der Frequenz F₂ auftretenden Phasenverschiebung dividiert ist.

Der Endstand des zweiten Anzeigers zeigt nach Beendigung des Frequenzdurchlaufs eine Phasenverschiebung an, die mit dem Produkt np zu multiplizieren ist, um den Wert der Phasenverschiebung für die Frequenz F₂ zu erhalten.

Diese Endstellung des zweiten Anzeigers stellt somit ein grobes Maß für die Phasenverschiebung ohne Vieldeutigkeit dar, während die Ablesung des ersten, nicht untersetzten Anzeigers die Feinmessung ergibt. In der Praxis wird vorzugsweise η = ρ = 10 gewählt. Die Anzeiger sind in Hundertstel-Umdrehungen unterteilt. Wenn der untersetzte Anzeiger am Ende des Frequenzdurchlaufs beispielsweise einen Wert von 63 angibt und der nicht untersetzte Anzeiger einen Wert von 26 angibt, so ergibt sich als genauer Meßwert für die Gesamtphasenverschiebung bei der Frequenz F₂ ein Wert von 63,26 »Phasendrehungen«.

In der folgenden Beschreibung wird für ρ und η der Wert 10 vorausgesetzt, doch sind auch andere Werte und unterschiedliche Werte für η und ρ anwendbar.

In F i g. 3 ist eine erste Ausführungsform der Meßvorrichtung dargestellt. Der Gleichstrommotor 10 treibt den Phasenschieber 8 und den nicht untersetzten Anzeiger 11 an. Auf der gemeinsamen Welle dieser drei Organe ist ein Ritzel 12 aufgekeilt, welches ein Zahnrad 13 antreibt, das im Verhältnis η = 10 unterteilt ist. Das Rad 13 treibt eine Welle 14 über eine Reibungskupplung mit einer am Ende der Welle 14 angeordneten Scheibe an. Auf der Welle 14 ist der zweite Anzeiger 15 mit einer Anzeigeskala 17 aufgekeilt, wobei der Antrieb dadurch erfolgt, daß eine Feder 44 die Anschlagscheibe der Welle 14 axial gegen die ebene Fläche des Rades 13· preßt.

Diese Welle 14 weist auf der Seite des Anzeigers einen gerändelten Knopf 16 auf. Zum Lösen der Welle 14 vom Rad 13 und zum Drehen des Anzeigers 15 genügt es offensichtlich, den gerändelten Knopf 16 unter Druck zu drehen. Dies erfolgt, während die Modulationsfrequenz für eine gewisse Zeitdauer bei dem Extremwert F₁ gehalten wird. Man stellt den Anzeiger 15 an der Anzeigeskala 17 auf Null. Anschließend kann der Frequenzdurchlauf beginnen.
In F i g. 4 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der die beiden Anzeiger 11 und 15 konzentrisch angeordnet sind.

Bei dieser Ausführungsform sind der Motor 10 und der Phasenschieber 8 nicht mehr auf dieselbe Welle aufgekeilt, sondern einzeln angeordnet; in Verbindung stehen sie über ein Getriebe mit einem Ritzel 18, das auf die Welle des Motors 10 aufgekeilt ist, einem Ritzel 19, das den gleichen Durchmesser hat wie das Ritzel 18 und das auf die Welle des Phasenschiebers 8 aufgekeilt ist, sowie einem Zahnrad 53, welches auf die Welle 54 aufgekeilt ist und mit den Ritzeln 18 und 19 derart kämmt, daß sich die Ritzel 18 und 19 mit derselben Geschwindigkeit drehen.

Das Zahnrad 53 treibt auch ein Ritzel 52 an, welches auf eine Welle 55 aufgekeilt ist, an der der nicht untersetzte Anzeiger 64 befestigt ist, wobei das Ritzel 52 denselben Durchmesser wie die Ritzel 18 und 19 hat. Ein zur Welle 54 konzentrisch angeordnetes Zahnrad 20 wird durch Reibungskupplung von der Welle 54 mit Hilfe eines auf der Welle 54 aufgekeilten Rades 20 und einer elastischen Scheibe 23 angetrieben. Dieses Zahnrad 20 steht mit einem Zahnrad 21 in Eingriff, welches ein Teil einer Hohlwelle 56 ist, die konzentrisch zur Welle 55 angeordnet ist.

Diese Welle 56 treibt den untersetzten Anzeiger 65 Die Ausgangsspannung der Signalquelle 2 wird in

an, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen dem einem Verstärker 29 verstärkt, wobei dieser Verstär-

Zahnrad 18 und der untersetzten Welle 56 gleich ker gleichzeitig verhindert, daß Rückwirkungen der

dem Verhältnis η (η = 10) ist, so daß die Welle 56 Ausgangsspannung auf den Eingang auftreten,

beispielsweise eine Zehntel-Umdrehung ausführt, 5 Bei diesem Verstärker 29 kann insbesondere eine

wenn das Ritzel 18 eine Umdrehung ausführt. elektro-optische Verbindung vorgesehen sein, die aus

Der Reibungsantrieb des Rades 20 ermöglicht vor einer Lichtemissionsdiode besteht, welche das Eindem Frequenzgang die Einstellung des Anzeigers 65 gangssignal empfängt, und einer Fotoempfangsdiode, auf Null. Zu diesem Zweck ist ein gerändelter Knopf die eine der dem Eingang der elektro-optischen Vor-66 vorgesehen, der auf einem mit dem Zahnrad 20 io richtung zugeführte Spannung entsprechende Spankämmenden Zahnrad 22 angeordnet ist und mit dem nung abgibt. Bekanntlich tritt bei einer derartigen das Zahnrad 20 trotz der Reibung mit der Scheibe 23 Vorrichtung keinerlei schädliche Rückkopplung vom gedreht werden kann. Ausgang zum Eingang auf.

Auf der Vorderseite einer Skalenscheibe 25 kön- Die Ausgangsspannungen des Oszillators 26 und

nen die Stellungen der Zeiger 64 und 65 abgelesen 15 des Verstärkers 29 speisen einen Mischer 28, der an

werden. seinem Ausgang die zwischen den Werten F₁ und F₂

Das Reibungsanitnebsmoment des Zahnrads 20 auf variierende Modulationsfrequenz F liefert,
die Welle 54 wird ausreichend klein gewählt, damit Die Modulationsspannung wird im Verstärker 59 beim Einstellen des Anzeigers 65 auf Null das Zahn- verstärkt und dem Sender 3 zugeführt. Es sind ein rad 20 die Achse 54 nicht mitnimmt, nämlich so 20 reflektierender Trieder 4 und ein Empfänger 5 vorklein, daß das von dem Getriebe 18, 19 und 52 er- gesehen. Der Empfänger 5 nimmt die zurückkomzeugte Gegenmoment ausreicht, um jede Verdrehung menden Signale auf.
dieser Welle 54 zu vermeiden. Die Spannung mit der Frequenz F +H (oder

Bei der schematisch in der Fig. 1 dargestellten F-H) am Ausgang der Signalquelle 2 wird über

bekannten Ausführungsform treten Schwierigkeiten 25 zwei Filter 36 und 37 dem Eingang eines Mischers

insbesondere deswegen auf, weil die Frequenz der 30 zugeführt, dessen anderer Eingang die Signale

Modulationsspannung variiert, d. h. stark von der des Empfängers 5 aufnimmt. So erhält man am Äus-

mittleren Frequenz abweicht, wobei die Abweichung gang des Mischers 30 ein Signal mit der festen Fre-

10% beträgt, wenn man, wie oben angenommen, quenz H. Das Filter 36 hat den Zweck, jede Stör-

p = 10 wählt. 30 spannung mit der Frequenz F, die in dem Mischer 28

Es ist bekannt, daß die von einem Verstärker ein- erzeugt wurde, auszuschalten. Entsprechend sperrt geführten Phasenverschiebungen gleichzeitig eine das Filter 37 jede eventuell auftretende Störspan-Funktion der Frequenz und der lokalen Bedingun- nung mit der Frequenz H, die aus dem Mischer komgen, z.B. der Temperatur, sind. Somit ergeben die men kann. Die vom Oszillator 27 stammende Fre-Änderungen des Wertes der Modulationsfrequenz bei 35 quenz H + / und die vom Mischer 30 stammende der Phasenverschiebung für die Meßwerte unzuläs- Frequenz H werden gleichzeitig in dem Verstärker 6 sige Fehler. mit kleiner Bandbreite verstärkt. Die in diesem Ver-

Außerdem muß der in F i g. 1 dargestellte Verstär- stärker möglicherweise auftretenden Phasendrehun-

ker 6 ein Breitbandverstärker sein, dessen Band- gen der vom Oszillator 27 und vom Mischer 30

breite beispielsweise 10% der mittleren Frequenz für 40 stammenden Signale kompensieren sich gegenseitig.

p = 10 beträgt. Ein derartiger Verstärker ist infolge- Der Ausgang des Verstärkers 6 speist einen Mischer

dessen teuer und schwierig herzustellen und führt 33, der an seinen Ausgangsklemmen das Signal mit

einen erheblichen Störpegel ein, da der Störpegel der sehr kleinen Frequenz / von praktisch konstan-

proportional zur Bandbreite ansteigt. Schließlich er- tem Wert liefert.

folgt der Phasenvergleich auch noch bei einer varia- 45 Die von den Oszillatoren 26 und 27 ausgehenden

blen Frequenz, was zu weiteren Schwierigkeiten Schwingungen werden einem Mischer 31 zugeführt,

führt. der dann an seinem Ausgang eine Spannung mit der

Bei der in F i g. 5 dargestellten Schaltungsanord- Frequenz / abgibt. Diese Spannung wird im Ver-

nung des Entfernungsmessers werden Oszillatoren stärker 32 verstärkt. Entsprechend wird die Aus-

und Frequenzmischer verwendet, die es gestatten, 50 gangsspannung von 33 im Verstärker 34 verstärkt,

die Verstärkung der empfangenen Signale und den Die Ausgangsspannungen der Verstärker 32 und 34

Vergleich der Phase bei festen Frequenzen durch- der gleichen Frequenz / haben die zu messende Pha-

zuführen. senverschiebung. Diese Spannungen werden der

Ein erster Oszillator 26 erzeugt eine Frequenz H durch eine gestrichelte Linie angedeuteten Meßvor-(beispielsweise H — 4 MHz), ein zweiter Oszillator 55 richtung 7 zugeführt. In dieser Meßvorrichtung sind 27 gibt ein Signal mit der Frequenz H — / oder der Phasenschieber 8, der Phasenkomparator 9, der H + f ab, wobei / eine sehr kleine Frequenz, bei- Motor 10 und die Anzeigevorrichtung angeordnet, spielsweise 2,4 kHz, ist. Bei dieser sehr niedrigen Außerdem ist ein Verstärker 35 zum Verstärken der Frequenz / arbeitet die Phasenmeßvorrichtung. Die vom Phasenkomparator 9 stammenden Gleichspan-Oszillatoren 26 und 27 sind vorzugsweise in demsel- 60 nung vor dem Motor 10 angeordnet. Als Meßvorrichben Gehäuse angeordnet, so daß sie den gleichen tung 7 ist die in F i g. 2 gezeigte Vorrichtung vorSchwankungen unterworfen sind. gesehen, die bei der praktischen Ausführung die in

Die Signalquelle 2 ist ein Oszillator, der eine sinus- Fig. 3 oder die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsförmige Spannung mit variabler Frequenz, gesteuert form hat.

von der Spannung des Programmierers 1, liefert, 65 Die Fig. 6 stellt ein schematisches Diagramm

doch variiert die Frequenz hier nicht zwischen Fj eines Teils des Empfangsabschnitts dar. Es handelt

und F.„ sondern zwischen F₁ -|- H und F₂ + H (oder sich hierbei um den auch in F i g. 5 enthaltenen

auch zwischen F₁ — // und F., — H). ' Empfangsabschnitt.

In F i g. 6 gibt der Mischer 33 an seinem Ausgang das Signal mit niedriger Frequenz / ab. Es wird im Verstärker 34 verstärkt.

Die Phasenmeßvorrichtung ist durch den Block 7 dargestellt, der an einem Eingang das Ausgangssignal des Verstärkers 32 empfängt, der die aus der Modulationsspannung stammende Frequenz / verstärkt, während sein anderer Eingang mit dem Ausgang des Verstärkers 34 verbunden ist.

Der Verstärker 34 ist ein Niederfrequenzverstärker mit großer Bandbreite und variabler Verstärkung, und es ist eine automatische Verstärkungs-

10

regelung vorgesehen. Bei dieser automatischen Verstärkungsregelung wird die Ausgangsspannung des Verstärkers 34 verwendet. Diese Spannung wird durch das schmalbandige Filter 60 auf den Wert / filtriert. Das Filter trennt das Signal mit der Frequenz / vom Rauschen, und die Ausgangsspannung des Filters wird zur Erzeugung der Spannung für die automatische Verstärkungsregelung im Gleichrichter 61 gleichgerichtet. Diese Regelspannung wird im ίο Verstärker 62 verstärkt, wobei der Ausgang des Verstärkers 62 über die Leitung 63 die Verstärkung des Verstärkers 34 regelt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 einer Welle, die mit einem durch Mischung des AusPatentansprüche: gangssignals des einen Oszillators mit dem Ausgangssignal der Signalquelle gebildeten Signal moduliert

1. Mit elektromagnetischen Wellen arbeitender ist, einem Empfänger, der die reflektierte Welle emp-Entfernungsmesser mit einer Signalquelle zur Er- 5 fängt und demoduliert, und einer Meßvorrichtung zeugung eines Signals mit einer sich periodisch zum Messen der Phasenverschiebung des sich aus der zwischen zwei Extremwerten kontinuierlich an- Demodulation mit dem Signal der sich ändernden dernden Frequenz, zwei Oszillatoren, die Fre- Frequenz und aus einer Überlagerung mit dem Ausquenzen erzeugen, deren Differenz eine Nieder- gangssignal des anderen Oszillators ergebenden Niefrequenz ist, einem Sender zum Abstrahlen einer io derfrequenzsignals bezüglich des durch Mischen der Welle, die mit einem durch Mischung des Aus- Ausgangssignale der beiden Oszillatoren erzeugten gangssignals des einen Oszillators mit dem Aus- niederfrequenten Bezugssignals.

gangssignal der Signalquelle gebildeten Signal Ein derartiger Entfernungsmesser, bei dem der Abmoduliert ist, einem Empfänger, der die reflek- stand zwischen zwei Punkten durch Messen der Phatierte Welle empfängt und demoduliert, und einer 15 senverschiebung zwischen einem der Meßvorrichtung Meßvorrichtung zum Messen der Phasenverschie- direkt zugeführten Signal und einem nach Reflexion bung des sich aus der Demodulation mit dem Si- am Meßpunkt an die Meßvorrichtung angelegten Signal der sich ändernden Frequenz und aus einer gnal bestimmt wird, ist in der FR-PS 14 02 826 beÜberlagerung mit dem Ausgangssignal des ande- schrieben. Damit ein derartiger Entfernungsmesser ren Oszillators ergebenden Niederfrequenzsignals 20 mit ausreichender Genauigkeit arbeitet, muß die bezüglich des durch Mischen der Ausgangssignale Periodendauer der modulierten Welle sehr viel kleider beiden Oszillatoren erzeugten niederfrequen- ner als die Laufzeit sein, was dazu führt, daß bei der ten Bezugssignals, dadurch gekennzeich- Messung mehrdeutige Ergebnisse entstehen, weil die net, daß die Meßvorrichtung (7, 11, 15; 64, 65) Phasenmeßvorrichtung die Phase lediglich bis auf in an sich bekannter Weise einen Anzeiger (15; 25 ganzzahlige Vielfache der Phasenverschiebung er-65) für die Zahl der vollständigen Phasendrehun- möglicht. Bei dem bekannten Entfernungsmesser gen und einen Anzeiger (11; 64) für Bruchteile wird ein Phasenmeßgerät verwendet, das einen Zeiger vollständiger Phasendrehungen enthält, daß in aufweist, der sich bei jeder vollständigen Phasendreden Übertragungsweg des Niederfrequenzsignals hung um 360° dreht. Da bei dem Meßvorgang, in ein hinsichtlich Phasenverschiebungen kompen- 30 dessen Verlauf die vom Sender abgestrahlte Frequenz sierter Verstärker (34) mit geregelter Verstärkung kontinuierlich von einem Extremwert zu einem andeeingefügt ist, und daß der Anzeiger (15; 65) für ren verändert wird, mehrere vollständige Phasendrevollständige Phasendrehungen in Zeitpunkten, in hungen zwischen den zwei zur Messung herangezodenen die Ausgangsfrequenz der Signalquelle (2) genen Signalen auftreten können, ergibt sich bei dem gerade einen Extremwert (F₁) hat, auf den Wert 35 bekannten Entfernungsmesser eine mehrdeutige AnNull einstellbar ist, ohne daß sich dabei die An- zeige. Um eine eindeutige Aussage zu erhalten, müszeige der Bruchteile der vollständigen Phasen- sen die Drehungen des Zeigers, die während eines drehungen ändert. Frequenzdurchlaufs auftreten, gezählt werden. Dies

2. Entfernungsmesser nach Anspruch 1, da- ist nicht nur umständlich, sondern auch eine ständig durch gekennzeichnet, daß der Verstärker (34) 40 vorhandene Fehlerquelle.

ein Niederfrequenzverstärker mit großer Band- Wenn sich bei dem bekannten Entfernungsmesser

breite ist. . die vom Sender abgestrahlte Frequenz zwischen den

3. Entfernungsmesser nach Anspruch 2, da- Werten F₁ und F₂ ändert, dann läßt sich die auftredurch gekennzeichnet, daß in die zur automati- tende Gesamtphasendrehung aus der folgenden Forschen Verstärkungsregelung des Verstärkers (34) 45 mel berechnen:

vorgesehene Gegenkopplungsschleife ein auf die . „

Frequenz (/) des Niederfrequenzsignals abge- φ, — Φ_ι = (F₂ — F₁) ·

stimmtes Filter (60), ein Gleichrichter (61) und * c
ein weiterer Verstärker (62) eingefügt sind.

4. Entfernungsmesser nach einem der vorher- 50 Diese Phasendrehung ergibt sich vollständig, und gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, sie ist nicht nur bis auf ein ganzzahliges Vielfaches daß die Meßvorrichtung (7) einen Phasenschieber von Phasendrehungen genau, d. h. bis auf eine ganze (8), einen mit diesem verbundenen Motor (10) Zahl k von Umdrehungen des Zeigers des Phasen- und einen Phasenkomparator (9) aufweist, der mit meßgeräts. In der Formel sind Φ_ί die Gesamtphasendem Phasenschieber (8) verbunden ist und den 55 verschiebung bei der Frequenz F₁, Φ, die Phasenver-Motor (10) steuert. Schiebung bei der Frequenz F₂, R der Abstand zwischen dem Ort des Senders und einem am Meßort angebrachten Reflektor und c die Geschwindigkeit der

elektromagnetischen Wellen. Aus dieser Formel folgt

60 für/?: