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电经原理讲座 主讲 王俊 南方测绘仪器公司培训中心 内容 一 仪器的概述 二 仪器的结构 三 电路原理框图 四 电子经纬仪的工作原理 五 电子经纬仪的电路调试方法 六 电子经纬仪故障检修 一般介绍 电经与光经的区别 适合干什么 有何特点 仪器的概述 南方测绘仪器公司生产的ET 02 05系列电子经纬仪 结构合理 美观大方 功能齐全 性能可靠 适合于国家和城市的三 四等三角测量及精密导线测量 亦可用于铁路 公路 桥梁 水利等工程测量 该仪器操作简单 且很容易实现仪器的所有功能 具有易学易懂的特点 特点 区别 改变了以往的光学结构 用光栅盘代替了光盘用电子读数系统取代了光学读数系统 显示及按键功能 R L CONS 水平角转动方向选择键 HOLD MEAS 水平角锁定键 OSET TRK 水平角置零设置键 V 垂直角转换斜率百分比功能键 MODE 测距功能转换键 REC 分划板及显示照明键 仪器的结构 电路原理框图 工作原理 电子经纬仪的工作原理 是由光栅盘的转动引起了指示光栅的光信号产生 通过模拟器将光信号转换为电信号 由零位器判断是否过零 开始计数 由判向电路判断左旋还是右旋配合计数器计数 由多路转换器指挥水平还是竖盘工作 所有信息传输到CPU微处理器进行运算 CPU发出各项指令指挥工作 并把运算结果传到显示器显示 主光栅与指示光栅的结构与原理 光栅工作原理 光栅盘分为主光栅盘和指示光栅盘 主光栅盘是固定的 指示光栅盘跟着轴系转动 产生明暗不同的光信号 由模拟器的硅光电池接收转化为电信号 根据光栅信号如何实现的测角呢 在主光栅盘上共有 对主光栅每对光栅由 黑 白构成一对 将 个圆周360 360 60 60 1296000 进行划分 分为16200个等分 那么 每对主光栅所对应的圆心角度数为1296000 16200 80 竖盘为何要过零 竖盘的零位 水平盘测角时 属于相对角度 即一个夹角 而竖盘测垂直角时 有一个方向性 即铅垂方向 因此要有一个零位基准 当过零后 计数器才打开 进行计数 从而产生一个绝对的垂直角度值 主光栅的零位光栅与指示光栅的过零光栅 是两个完全相同的光栅格 当其完全重合时 竖盘处于零位 这两个光栅是由不规则的矩排列条纹组成 并且与cos 存在一定的相位关系 当这两个光栅相对运动时 就会产生次亮点和最亮点 并出现次峰和主峰 主光栅的零位光栅 指示光栅的过零光栅 与 过零脉冲和基准电压 基准电压v0 vp2 vp1 vp2 0 3 系统主机板 主机板是电子系统的核心部件 它集中几乎所有电信号 接插件等 因此 通过测试 分析主机板上相应的电信号 可以迅速 准确地找到故障点 使问题得到圆满解决 垂直角度模拟信号 示意图中X1是垂直模拟信号引入端口 各端定义如下 2 模拟信号CP1输入 3 垂直过零信号输入端 4 角度模拟器电源正 伏端 5 角度模拟器电源地端 6 空脚 7 模拟信号CP2输入端 8 空脚 X1 1 主机板正 伏电源端 主机板共有四个装配孔 它们均与系统电源地相通可以作为探测仪器 示波器万用表等 的测试地 用示波器探头测得X1的端口2和端口 的信号如图 所示 测试过程中须轻轻转动望远镜 图 输出信号CP1和CP2必须满足如下要求 A 峰 峰值电压VPP在1 0 2 5V之间B 中心电压为2 5 0 02V 水平角度模拟信号 示意图中的X2和X3是两路水平角度模拟信号引入端口 两端口定义如下 X2 5 角度模拟器电源地端6 空脚7 模拟信号CP2输入端8 空脚 1 主机板正 伏电源端2 模拟信号CP1输入端3 空脚4 角度模拟器电源正 伏端 X3 角度测量模拟系统组成 A 光栅盘B 模拟器 光栅盘部分在仪器出厂前通过特种工艺装调好 以后一般不做调整 但就应注意保持盘面清洁 不能有油污和划伤 生锈等 模拟器由发射管和接收板两个部分组合而成 发射管安装在模拟器支架上 支架通过两个螺丝和接收板固定在一起 发射管引线焊接在接收板上 水平角度模拟系统 为了消除系统测量误差 水平角度模拟系统采用对径结构 即有两个水平模拟器对径位置同步测量 作用 接收板上的各端口定义介绍如下 1 发射管引脚正端通过电缆线与系统正 伏电源接地2 模拟信号CP1输出端 通过电缆线输出信号3 空脚4 接收板电源正 伏端 通过电缆与系统正 伏电源接通5 接收板电源地端 通过电缆线与系统地接通 6 空脚 7 模拟信号CP2输出端 通过电缆线输出信号8 发射管引脚负端焊接点 发射管负端直接在该点 另端口旁边还有四个电位器 其功能分别如下 W1 模拟器信号CP1中点电位调节电位器W2 发射管供电电流调节电位器W3 两模拟信号相位调节电位器W4 模拟器信号CP2中点电位调节电位器 水平角度模拟器的安装及校正 A 将模拟器安装在水平盘上 拧上螺丝B 按照模拟器电线插头的端口定义 接通发射管和接收板电源C 将信号CP1 CP2与示波器的两个探头联通 调整示波器进入X Y状态D 轻轻转动光栅盘 调整模拟器的位置 得到如图所示的李沙育波形E 图形近似一个圆 调节电位器W2 使圆的 将示波器调整这扫描状态 轻轻转动光栅盘观察输出波形CP1 CP2调节电位器W1使CP1的中点电位在2 5 0 02VH 调节电位器W2使CP2的中点电位在2 5 0 02VI 把所有固定螺丝拧紧 然后点胶 垂直角度模拟系统 首先 把接收板上各端口定义介绍如下 A 发射管引脚正端 通过电缆线与系统正 伏电源接通B 模拟信号CP1输出端 通过电缆线输出信号C 垂直过零信号V0SET输出端通过电缆线输出信号D 接收板电源正 伏端 通过电缆线与系统正 伏电源接通E 接收板电源地端 通过电缆与系统地接通F 空脚G 模拟信号CP2输出端 通过电缆线输出信号H 发射管引脚负端焊接点 发射管负端直接焊在该点上 各调整电位器的功能如下 W1 模拟信号CP1中点电压调节电位器W2 垂直过零信号VOSET电位调节电位器W3 发射管供电电流调节电位器W4 模拟信号CP2中点电压调节电位器 垂直角度模拟器的安装及校正 A 将模拟器安装到垂直盘中 拧上两个螺钉B 按照模拟器电缆插头的端口定义 接通 发射管和接收电源C 将信号CP1 CP2与示波器的两个探头联通 调整示波器进入X Y状态D 轻轻转动望远镜 调整模拟器的位置 得到和水平模拟系统一样的李沙育图形E 调节电位器W6使圆的直径在1 0 2 5V之间 F 将垂直过零信号VOSET与示波器探头接通 调整示波器进入正常扫描状态 盘左位置上下转动望远镜 如得到如图所示的过零脉冲信号G 过零脉冲幅度 V应在0 72 0 9之间 否则应重新调整模拟器位置 直到满足要求H 调节电位器W 使过零信号脉冲最低电位在1 2V之间I 把所有固定螺钉拧紧 然后点胶 两光栅盘之间的间隙在出厂前已经调整好 由于外界环境的影响 如振动 高低温等 两盘之间的间隙可能会变化 当盘缝变小时 可能导致蹭盘 当盘缝变大时 垂直模拟信号变小导致丢失数剧 因此 应重新调整两光栅盘的间隙 间隙要求在0 03MM 拆下主机板后 垂直主光栅与指示光栅盘之间的间隙调整 a 转动望远镜 调整三个紧固螺丝 将三个小的顶丝拧开 b 转动望远镜 使主光栅座上的三个过孔对准三个大的黑色螺钉 调整三个螺钉可使两光栅之间的间隙发生变化 顺时针方向间隙变大 逆时针方向间隙变小 c装上垂直模拟器 观察李沙育图形 调整两光栅盘之间的间隙 使当发射管电流在15 20MA时 李沙育图形满足要求 d调整完毕后 再将三个顶丝轻轻顶紧 然后点胶 电子经纬仪电路调试方法 水平模拟器的调试 李沙育图形的调试 竖直模拟器的调试 主板的调试及零位电压 TP1 V0 电子经纬仪故障检修 E01 机械 电路 背母 修平 立轴卸位钉 拧紧 水平模拟器 按调试说明重调 若不行 更换模拟