REÇ ELTA 14`TEKİ ELEKTRONîOlN QÖREVLERİ d)

REÇ ELTA 14'TEKİ ELEKTRONîOlN
QÖREVLERİ d)
Yazan : Rüdiger
BORNEFELD
Çeviren : Dr.
Nazmi
YİLDİZ
Reg Elta 14 elektronik yazıcı takimetrisi ile, jeodezik ölçü aletlerinin
yeni bir nesli başlamıştır. Modern elektronik araçlar hizmete sokularak,
büyük uzunlukların, yüksek ölçü inceliğinde kısa zamanda ve en kolay
şekilde elde edilmesi gayesiyle kombine yeni bir cihaz gerçekleştirilebilmiştir. Ölçü verilerinin otomatik olarak kaydedilmesi, arazide ölçü aletinden elektronik hesap merkezine direkt doneler akımına imkân verir.
Jeodezik ölçü aletlerinin dünya çapında kullanılması; mekanik ve
elektrikî stabilite bakımından elektronikten, yüksek isteklerde bulunur;
çünkü bu aletlerin, örneğin, —20° den + 60° ye kadar sıcaklıklarda ve
en yüksek nemde çalışmaları zorunluğu vardır. Kolay taşınabilme isteği
ise, bundan ayrı olarak, az ağırlık ve böylece az akım tüketimini gerektirir.
Aletin görevi, bulunduğu istasyon noktasına göre, arazideki noktaların konumunun çabuk ve ekonomik olarak elde edilmesidir. Bu amaçla
alet, a yatay açısı ile z zenit açısı ve S eğik uzaklığını ölçmeğe yarayan
teçhizatla donatılmıştır. Şekil : 7, özel bir uygulamada aletle bulunan değerleri göstermektedir.
Ölçülen veriler dijital olarak sayaç tüplerinde görülebilir ve elle ayarlanabilen anahtar sayıları ile birlikte delikli şeride kaydedilir.
Aletin kullanılması, mümkün olduğu kadar basitleştirilmiş ve otomatikleştirilmiştir. Şekil : 1 aleti, içine bataryanın da yerleştirilmiş olduğu şerit delme makinesi ile göstermektedir.
(1) Reg Elta heceleri, Reglstrierender Elektronlscher Tachymeter (elektronik yazıcı takimetre) kelimelerinden meydana getirilmiştir.
39
Reg Elta 14'ün yapı grupları aşağıda daha ayrıntılı olarak açıklan
maktadır. - - --------•—.■■-■
AÇI ÖLÇÜMÜ KISMI
Yatay ve düşey açıların ölçülmesi metodu prensip olarak aynı esasa
dayanır ve yalnızca, zenit açısı için olan otomatik yükseklik endeksi kompansatörü ile birbirinden ayrılır.
Açı ölçüsü mutlak olarak gerçekleşir ve iki kademede yapılır. Grad
ölçülü ilk kademede, dörtyüz dişli iki tırtıl plâka çok yüksek incelikle
(takriben 0,000i 3 ) birbiri içine girer. Tırtıl plâkaların rölâtif durumu,
üstünde basılmış bir şekilde (Baskı tablo) 000 dan 399 a olan grad değerlerinin BCD kodu halinde belirtilmiş olduğu bir kod plâkasının kontakt yayları üzerinde tutulur. İkinci kademede teodolit, ikinci bir düşey
ve muylu ekseninde ölçü kamaraları ile tam grad pozisyonundan hedefe
doğrultulur. Ölçü kamaraları, ince hareket mekanizmaları ile çalıştırılır,
liı.terpolâsyon alanı, orta konumdan ± 0,8s kadar sapar. Enterpolâsyon
değerleri ölçü kamarası üstünde kodlandırılmış bölüm olarak BCD kodu
haline getirilmiştir ve fotoelektrik esasa göre okunur. Geçiş yerlerinde
hatalı okumaların meydana gelmemesi için elektronik bir istasyon yapıl
40
mistir. Bir uygun izie yöneltilmiş olarak, okuma, daima yalnız kodlandırılmış bir entervaiin ortasında bulundurulur ve bir hafıza tarafından
devralınır. Enterpolâsyon değeri, grad değerine eklenir ve bununla doğru
açı elde edilir, 1,6» lık bir enterpolâsyon alanı için 1« lık bir dönüşüm de
gereklidir. Bundan dolay! grad değeri için yeri î* değiştirilmiş ikinci bir
tuş mevcuttur. 999 dan 000 a enterpolâsyon geçidindeki dönüşüm keza
ölçü kamarasının kodlandırılması ile yönetîfir. Bir doğrultunun tek bir
defa ölçülmesinde takriben 10cc^3» açı saniyesi kadar bir inceliğe erişilir.
UZAKLIK ÖLÇÜMÜ KISMİ
Uzaklık ölçüsü için faz ölçüsü prensibi kullanılır.
Bir ışık vericisi, modüle edilmiş bir ışık ışını gönderir. Bu ışın, uzaklığın sonunda, bir veya birkaç üçlü prizmadan oluşan bir reflektör tarafında yansıtılır ve ölçü aleti içindeki bir alıcı tarafından tutulur.
S ölçü uzaklığını gidiş-geliş olarak geçen bir ışık cephesinin gerekli
zamanı t ise
2S
----- ( c = I ş ı k h ı z ı ) .
t =
Bu zaman esnasında modülâsyon geriliminin faz konumu
<p
=
S
4 T C .__f (f
=
Modülâsyon frekansı)
kadar değişir. Yollanan ve gelen ışığın faz karşılaştırması ile uzaklık belirlenir. Faz periyodisitesine dayanarak açık bir sonuç ancak
<p = 2 iz yani 2S = X (X = Modülâsyon
dalga uzunluğu) ya kadar elde edilir.
Büyükçe uzaklıklarda uzunluğun kesin şekilde belirlenmesi için diğer bir frekansla ölçü gereklidir. Bu ikinci frekans öyle seçilmiştir kî, ölçü uzaklığının iki katı bir periyod içinde bulunsun. Şekil 2, ışık yolu
üstündeki faz bağıntısını göstermektedir.
Reg Eita 14 te aşağıdaki frekanslar kullanılır : İnce
ölçü için f, = 14,935 MHz (>. ~ 20 m), Kaba
ölçü için f, = 149,85 Khz (X -■ 2000 m).
1 : 1000 lik faz ayırımı ile f2 de uzaklık ± 1 m. doğrulukla, fi de ise
10 m lik bir aralık içinde ± 1 cm lik incelikte elde edilir.
Şekil 3, uzaklık ölçü aletinin blok şemasını göstermektedir.
Osilâtör I, her iki fi ve f2 ölçü frekanslarını üretir. Işık hızı; atmos
ferdeki hava basıncı ve sıcaklığa bağlı olduğundan ft frekansı bir şalter
yardımı ile küçük bir alanda 1.10"-s lik adımlar halinde öyle değiştirilir
ki, dalga uzunluğu sabit kalsın. Ölçü frekansları bir amplifikatöre sevkedilir, bu amplifikatör lüminesans.diyodu, yani esas ışık gönderici için
uyarım akımını verir. Lüminesans diyodu elektrik akımında geçiricilik
doğrultusu içinde ışık çıkaran, galyum arsenidden bir yarı iletken diyottu»\ Işımanın dalga uzunluğu 910 nm olup kızılötesindedir, yani insan
gözü tarafından görülemez. Işıma gücü birkaç milî Watt kadardır. (Şekil : 4) te görüldüğü gibi, ışıma, objektifte toplanır, ölçülecek uzunluğun sonunda bir üçlü reflektörden yansıtılır ve aynı objektiften geçerek
toplayıcı bir ayna üzerinde foto alıcıya biriktirilir.
Alıcı olarak bir sekonder elektron çoğaltıcısı (SEÇ) kullanılır. Faz
ölçüsü için SEÇ in çıkış gerilimi, modülâsyon akımının azalttığı gerilimle
faz bakımından karşılaştırılır. Bunun için önce, her iki sinyal, osilâtör II
nin bir frekansı ile karıştırılarak alçak frekans bölgesine aktarılır. Bu
esnada her iki sinyalin birbirine karşı olan faz konumu aynı kalır. Son
olarak, her iki sinyal dijital faz ölçü aletine götürülür. (Şekil : 5), dijital faz ölçü aletinin prensibini göstermektedir. (2) ölçü sinyali ve (1)
karşılaştırma sinyalinin sinüs eğrisi şeklindeki gerilimleri, gerilim komparatörleri yardımı ile (3) ve (4) dikdörtgen sinyallerine dönüştürülür.
Akımın çevrildiği taraf, sinüs gerilimlerinin tam sıfır geçişinde bulunur.
Karşılaştırma sinyalinin pozitif tarafı ile bir flipflop L konumuna geçi42
rilir. (4) ölçü sinyalinin pozitif tarafı bu flîpflopu tekrar 0 konumuna
götürür. Flipflopun çıkışında buna göre bir (5) empölsü vardır ve bu
empülsün süresi, ölçü ve karşılaştırma sinyallerinin tam sıfır geçişlerinin
aralığına tekabül eder. Bu empü!sr (6) empüts silsilesinin girişinde bir
elektrik dağıtımını yöneltir; empü1s~sitsifesrnin frekansı,"alçak frekansın
tam 1000 katını karşılar. Elektrik dağıtımının çıkışında böylece (7) em-
püls paketleri görülür. Bu esnada, X = 20 m veya X .= 2000 m lik modülâsyon dalga uzunluğunun ve sayım frekansının seçimi sayesinde her
empüls 1 cm veya 1 m lik bir uzunluğa tekabül eder. Bir sayaç zincirîndâ
böyle faz ölçülerinin her binlik değerleri birbiri üstüne toplanır ve aynı
zamanda ince ölçü için 100 veya kaba ölçü için 1000 le bölünür. Bu ortalama değerle, münferit ölçülerin dağılması, sinyal geriliminin akışı do44
iayısiyle, azaltılır. İnce ölçüdeki 100 böleni, uzunluğu, OT yerine mm ola
rak ölçmeyi etkiler. Bu basit yoldan, son basamağın ± 1 birimi kadar
olan kaçınılamaz dijital hatala_r_ ± 1 cm den jt J . JTJÖLye. indirgenir^ ___
Uzunluğun iki kademeli ölçülmesi, ince ölçü yardı» ile kaba ölçü
nün sabitleştîrîlmesini gerektirir. Bunun için ince ölçüron güvenilir metre
değeri, kaba ölçünün maksimal ± 2 m lik hatalı değeri ile karşılaştı rılır.
Bu iki değer uyuşmazsa ± 2 m lik bîr bölge içinde düzeltilir.
Uzunluk ölçüsünün bütün seyri bir programlama ie otomatik olarak yürütülür ve kontrol edilir. Ölçü ışınının, örneğin, taşıt araçları dolayısiyle, kesilmesi halinde hiç bir ölçü hatasının meydana gelmemesi için
bu kontrol gereklidir. Sinyal düzeyi belirli sınır değerlerinin altında veya
üstünde olursa, Ölçü, kesilme süresince durdurulur. Önceden elde edilen
faz değerleri hafızada depo edilmiş olarak kalır. Kesilmenin sonunda ölçüye devam edilir. Bu sistem, ölçü ışınını istenildiği kadar sık olarak kes
meğe ve böylece çok kalabalık caddeler üstünden ölçmeğe yarar.
VERİLERİN ÇIKIŞI
Ölçülen veriler yani yatay ve düşey açılarla uzunluk; bir veriler şalteri üzerinden arzuya göre gösterge grubunda gösterilir- Delikli şeridin
üstündeki ölçü değerlerinin kaydedilmesi için bir delici program yöneticisi ölçü verilerini otomatik olarak sırayla verir. Ayrıca başlangıç, ayırma
ve sonuç işaretleri de bildirilir.
Ölçü değerleri ile birlikte 12 anahtar sayısı da delînir. Bu anahtar
sayıları kodlama şalterinde elle ayarlanabilir ve hesap otomatına istasyor
noktası numarası, hedef noktası numarası, ölçü cinsi v.b. gibi gerekli ek
bilgileri verirler.
Çıkış programı, eklenen özel işaretler ve çıkış kodu isteğe göre alette
tespit edilir. Böylece, fazla zahmet çekmeden kolayca okuyabilmek için
delikli şeridi her hesap otomatına yerleştirmek mümkün olur.
ALETİN KULLANILMASI
Alet, en basit şekilde kullanılacak sistemde düzenlenmiştir. Reflektörün yönlendirilmesinden sonra yalnızca, ölçü sinyalinin kuvveti bîr gri
kama ile ayarlanır ve bir deklanşörle ölçüye başlanır. Sonra ölçü, otomatik olarak yapılır ve şeride delinir.
Basit kullanma, aletin, bütün mümkün hata kaynaklarını kendi ken
dine kontrol etmesin; de gerektirir. Bundan dolayı sinyal cetveli kontrc
45
İtinden ayrı olarak diğer bir çok kontrol sistemleri de alete yerleştiril
.
_ _ vyt Afeti p ________
_
_ ___________„
i nr^tiı.
'
— ................. - ............ - ••
,
.
■ -
. _ . . . - . -
____
_ ■ -. ■ _ . . . .
-
NiCd akümülâtörünün gerilimi, sınır değeri altına düşerse ölçü durur ve sinyal lâmbası yanar. Açı ölçüsü için dairesel mengeneler birbiri
ne oturmazsa keza birbirlerinden ayrılamazlar. Delikli şerit delicisinde
kâğıt bitmiş veya yırtılmışsa bu belirtilir ve kayıt kesilir. Her çıkış verisi, ayrıca, bineer desimal sistemde imkânsız olan bîneer kombinasyonlar
(ödotetrade) üstünde kontrol edilir. Bunlar, örneğin, açı enterpolâsyon
aydınlatıcısının sönmesinde, meydana gelir. Bir ödoteîrade tespit edilirse
kayıt kesilir; sinyal lâmbası yanar ve böylece hatayı bildirir.
Bu teçhizat, ölçü değerlerinin kaybolmasını önlemeğe yararlar. Çünkü ölçüleri tekrarlamak ekseri hallerde çok pahalı, hatta bazan imkân
sızdır.
-.—-;: AtETtı* YAPrsr
-
-
^ ------
Reg Elta 14 teki elektroniğin çok yönlü görevlen, tekniğin bu dalına
yöneltilen önemli isteklerdir. Bunların gerçekleştirilmesi için taşınabilen
bir alete yerleştirilmesi, çok mükemmel bir yapı şekli içine entegre edilmiş sistemin geniş çapta kullanılması sayesinde mümkün olmuştur. Bakımın basitleştirilmesi için, elektronik, fonksiyon grupları halinde sokulu
kartlar üstünde gerçekleştirilmiştir. Bütün elektronik yapı grupları.
epoxydharztan oluşan bir lake boyasından geçirilerek neme karşı korunmuştur.
Şekil 6, uzunluk ölçen aletin kıymetlendirme elektroniğine bir bakışı göstermektedir.
ÖZEL UYGULAMALAR
Bir çok ölçü işlerinde ölçü verilerini yerinde kıymetlendirmek istenir. Örnek olarak aplikasyon işleri, kontrol ölçüleri, uzunlukların belirtilmesi ve iş makinalarının pozisyonları söylenebilir. Bu uygulamalar için
Reg Elta 14 bir interface üstünden programlanabilen bir küçük kompütere direkt olarak bağlanabilir. İnterface, ölçü aletinin verilerini hesaplayıcının koduna tercüme eder ve ayrıca, programın seyri için gerekli komutaları verir.
Böyle uygulamaların özel bir hali hafif atletik yarışmalarda atı?
uzaklığının ölçülmesidir.
46
Burada görev, 100 m ye kadarki uzaklıkları yalnız çabuk ve yükseK
incelikte ölçmekten ibaret olmayıp ölçü değerlerinin yazılı veya sözlü iletilmesindeki hata kaynaklarını da ortadan kaldırmaktır. (Şekil : 7), bu
ölçünün prensibini göstermektedir.
Ölçü aleti, atış sektörünün dışında kurulmuştur. Atış merkezinin
koordinatları (So, ao, zo) yarışma başlamadan önce ölçülür ve atış dairesinin yarıçapı ile birlikte hesaplayıcının hafızasına yerleştirilir. Her atıştan sonra, bir üçgen reflektörle işaretlenmiş düşme yerinin koordinatlar
ölçülür. Bu değerler yardımı ile, hesaplayıcı, atış uzaklığını cos teoremine
göre hesaplar.
W = Eo2 + Et2 _ 2 Eo Eı . cos (<xı - <u) — r
Eo = So sin Zo
Et = Sı sin Z!
Hesap takriben yarım saniye sürer.
-
Hakem, hakem paravanasından atışı geçerli veya geçersiz sayar ve
böylece hesaplanan değeri ilân tablosunda verir (Şekiller : 8-11).
47
Jeodezik ölçü aletlerine elektroniğin sokulması, ölçme aletlerinin yeni bir neslini oluşturmuştur. Ölçü değerlerinin elektronikle okunması ve
ölçü seyrinin geniş çapta otomasyonu gözlemcinin işi ile hata sıklığını
önler. Geniş faaliyet alanı, kısa ölçü zamanı ve ölçü verilerinin otomatik
kaydedilmesi, nokta alımında ayrıca esaslı bir rasyonalîzasyona mümkür
kılar.
LİTERATÜR
H. Leitz, R. 8orn«feld : Der elektro-optische Entfernungsmesser ZEİSS SM 11,
Zeitschrift für Vermessungsv/esen 93, 21-36 (1968).
H. Leiîx : Zwei elektronische Tachymeter von ZEİSS, Allgemeine Vermessungsnachrirhten 76, 73-79 (1969).
Eelektronîsrhe Tachymetrie, Sammlung Wichmann, Neue Folge, Heft 15, Karisruhe
1971.
48
»nam» oKom şeman duştiigl yeri bîr %ffi
priMa Ue
işaMtlemiştfr.
49