38939

Лидар для контроля частоты атмосферы

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

СКЗ этих ошибок связаны: δк= δу Физическая ошибка δу прежде всего обусловлена шумами на выходе предварительного усилителя со СКЗ Uш. В частности при δу≈ δш относительное СКЗ погрешности измерений обусловленной шумами имеет значение: δкш= δк = δу Uу≈ δш Uу=1 ρу= δуш – относительное СКЗ погрешности фиксации Uу обусловленное шумами. ρу= Uу δш – отношение сигнал шум на выходе предварительного усилителя δкш= δуш = 1 ρу ρу= Uу δш= Помимо шумов на фиксации Uу влияет погрешность регистрирующего устройства со СКЗ δр В частности при δу≈ δр...

Русский

2013-09-30

770.5 KB

1 чел.

МЛДЗ 6

Лидар для контроля частоты атмосферы

Действия лидаров для контроля чистоты атмосферы основано на упругом обратном аэрозольном  рассеянии зондирующего лазерного излучения  в аэрозольных атмосферных образованиях.

При этом, с помощью лидара измеряется объемный коэффициент аэрозольного рассеяние KАλ лазерного излучения в аэрозольных атмосферных образованиях. Обобщенная принципиальная схема построения лидара может иметь вид:

Передающее устройство:

- ИЛ – импульсный лазер (импульсный режим), что позволяет избежать переналожения лазерных локационных эхо-сигналов от участков атмосферы, расположенных на различных расстояниях от лидара.

- ПОС – передающая оптическая система для формирования пучка излучения и его направление на аэрозольное образование

Приемное устройство:

- ПрОС – приемная оптическая система для пространственной и спектральной селекции обратно рассеянного лазерного излучения от фона, а так же для фокусировки на ПОИ

 - ПУТ – приемно-усилительный тракт:

- ПОИ – приемник оптического излучения для детектирования лазерного излучения в электрический сигнал

- НЦ – нагрузочная цепь ПОИ

- ПрУ – предварительный усилитель для усиления и фильтрации от шумов

- РегУ – регистрирующее устройство, обеспечивает обнаружение локационного эхо-сигнала, измерение KАλ и его индикация с помощью ЭВУ и ВКУ (электронно-вычислительное и видеоконтрольное устройства)

БУиС – блок управления и синхронизации работы приемного и передающего устройств лидара, обеспечивающий выделение временного интервала, возможного прихода эхо-сигнала от исследуемого аэрозольного слоя

Излучающий зондирующий импульс лазерного излучения от ИЛ через ПОС направляется на исследуемое аэрозольное образование, которое рассеивает лазерное излучение в различных направлениях. Часть рассеянного в обратном направлении лазерного излучения попадает на ПрОС через интервал t, соответствующий дистанции R  до исследуемого аэрозольного образования до лидара: τ=2R/c

БУиС обеспечивает возможность регистрации этого излучения в приемном устройстве в течение интервала времени Δτ путем временного стробирования этого интервала: Δτ=2ΔR/c; ΔR=cτи.

Пиковая мощность принимаемого импульса лазерного излучения ПОИ:

- энергетическое лидарное уравнение для контроля чистоты атмосферы.

Амплитуда сигнального электрического тока на выходе ПОИ: Ic=SПλPпр

Амплитуда сигнального электрического напряжения на выходе НЦ: Uн= IcRн=SПλRнPпр

Амплитуда сигнального электрического напряжения на выходе широкополосного импульсного предварительного усилителя:

UуKуUн=SПλRнμKуPпр=

Kу – коэффициент усиления предварительного усилителя (10÷100)

μ – коэффициент неидеальности предварительного усилителя (примерно равен 1)

Зависимость Uу( - статическая характеристика лидара, где  - крутизна статической характеристики лидара

Сигнал Uу(t) и его амплитуда Uу фиксируется в регистрирующем устройстве, которое измеряет или определяет коэффициент :  Uу/

Случайной ошибке δу фиксации напряжения Uу соответствует случайная ошибка δк коэффициента . СКЗ этих ошибок связаны: δк= δу/

Физическая ошибка δу прежде всего обусловлена шумами на выходе предварительного усилителя со СКЗ Uш.

В частности, при δу≈ δш относительное СКЗ погрешности измерений, обусловленной шумами, имеет значение: δ*кш= δк/ = δу/ Uу≈ δш/ Uу=1/ρу= δ*уш – относительное СКЗ погрешности фиксации Uу, обусловленное шумами.

ρу= Uу/ δш – отношение сигнал/шум на выходе предварительного усилителя

δ*кш= δ*уш = 1/ρу

ρу= Uу/ δш=

Помимо шумов на фиксации Uу влияет погрешность регистрирующего устройства со СКЗ δр

В частности, при δу≈ δр относительное СКЗ погрешности измерений будет равно:

δ*кр= δк/ = δу/ Uу≈ δр/ Uу=1/ρу= δ*пр – относительное СКЗ погрешности измерений Uу, обусловленная погрешностью регистратора.

В то же время погрешность измерений  определяется и погрешностью оценки крутизны  в статической характеристике лидара.

Относительное СКЗ этой погрешности: δ*α= δ α /Uу, δ α – СКЗ погрешности оценки α, которая зависит от погрешности оценки параметров, определяющих α.

При этом относительное СКЗ погрешности измерений: δ*кα= δ*α

В целом, относительное СКЗ  погрешности измерений δ*к:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4476. Основи кримінального права України 143.5 KB
  Основи кримінального права України Мета заняття.Ознайомити студентів із особливостями кримінального права, адміністративними правопорушеннями та адміністративною відповідальністю. Дати загальну характеристику Кримінального кодексу України. Оха...
4477. Основи сімейного права України 131 KB
  Основи сімейного права України Мета заняття. Ознайомити студентів із основами сімейного законодавства, порядком укладання та розірвання шлюбу, особистими та майновими правами подружжя, взаємними правами та обов’язками батьків і дітей. Дати...
4478. Правоохоронна і правозахисна діяльність 180 KB
  Правоохоронна і правозахисна діяльність Мета заняття.Ознайомити студентів із завданнями та структурою судової влади. Дати характеристику судоустрою та судочинства. Охарактеризувати правоохоронну діяльність, правоохоронні та правозахисні органи...
4479. Загальні положення про математичне моделювання у гідрологічних прогнозах 154 KB
  Загальні положення про математичне моделювання у гідрологічних прогнозах Комплексне раціональне використання водних ресурсів в значній мірі спирається на наукове дослідження водного та льодового режиму річок, озер та водосховищ, що веде до зростання...
4480. Загальні відомості про розвиток довгострокових гідрологічних прогнозів 85 KB
  Загальні відомості про розвиток довгострокових гідрологічних прогнозів. Аналіз сучасного стану в області довгострокового прогнозування гідрологічного режиму річок Розвиток довгострокових гідрологічних прогнозів на різних етапах історії пов’я...
4481. Загальні принципи оцінки точності методик довгострокового прогнозування та справджуваності прогнозів 177 KB
  Загальні принципи оцінки точності методик довгострокового прогнозування та справджуваності прогнозів Похибка довгострокового прогнозу. Визначення допустимої похибки гідрологічного прогнозу Згідно Настанові по службі прогнозів оцінка прогнозу...
4482. Довгострокові прогнози меженного стоку влітку, восени і взимку 394 KB
  Довгострокові прогнози меженного стоку влітку, восени і взимку Закономірності і фактори меженного стоку Під меженним стоком рівнинних і гірських річок розуміють стік літньо-осіннього і зимового періодів, коли річки отримують живлення в основному в...
4483. Довгострокові прогнози шарів стоку весняного водопілля для рівнинних річок 2.4 MB
  Довгострокові прогнози шарів стоку весняного водопілля для рівнинних річок В період весняного водопілля, одної з найбільш багатоводних фаз гідрологічного режиму більшості рівнинних річок України, формування стоку обумовлене таненням накопичено...
4484. Довгострокові прогнози максимальних витрат води весняного водопілля 1.45 MB
  Довгострокові прогнози максимальних витрат води весняного водопілля Сучасний стан в області довгострокового прогнозування максимальних витрат води весняного водопілля Ще у 40-ві роки минулого сторіччя М.А. Великановим була запропонована для прогноз...