维修不可多得的资料经纬仪维修.docx
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维修不可多得的资料经纬仪维修
FDT电子经纬仪维修
1.角度测量原理---------------------------------------------------------------------1
2.FDT系列电经结构---------------------------------------------------------------5
3.5″电路系统的检调方法-------------------------------------------------------7
4.2″电路系统的检调方法------------------------------------------------------11
5.FDT系列电经维修配件明细-------------------------------------------------13
第一部分角度测量原理
电子经纬仪采用电子测角技术,并结合单片机,实现了测角操作程序的自动化。
电子经纬仪区别于光学经纬仪的主要部分,是在读数系统上,电经使用径向圆光栅度盘,利用莫尔条纹测量技术,实现光电读数。
因此,它具有测量结果准确,数据便于记录、传输、分析及处理的优点,同时可以减轻劳动强度、减少人为误差、提高工作效率。
1.1光电转换原理
FDT系列电子经纬仪采用光栅增量式测量技术,如图1。
其测量器件是由主光栅和指示光栅、光源、光学系统和光电接收器组成。
光源发出的红外光线首先经过光学系统聚焦,然后通过主光栅和指示光栅后,被光电接收器接收。
当仪器工作时,主光栅转动,会在光电接收器表面产生明暗条纹信号。
相应的光电接收器便会输出两路相位差为90°的正弦波电压信号(A和B的相位差为90°)。
如图2,其正弦波电压信号的周期为80″。
此正弦波信号经仪器的电路系统放大、整形、计数和细分后即可得到仪器转过的角度值。
图2
1.2电路系统方框图
图3
1.3电路连接图
FDT系列电子经纬仪电路系统分两类:
第一类:
5″电路系统,适用于5″及5″以下精度的仪器,此系统水平与垂直读数是单镜读数,没有电子补偿器,没有数据输出/输入。
电路连接示意图如下:
图4
第二类:
2″电路系统,适用于2″及5″精度的仪器,此系统水平读数是对镜读数,垂直读数是单镜读数。
有电子补偿器、数据输出/输入口。
电路连接示意图如下:
图5
第二部分FDT系列电经结构
2.1结构示意图
1.提把2.粗瞄准3.望远镜4.支架5.电池盒6.垂直制微动7.调焦手轮8.视度调节手轮9.水平制微动10.数据输出口11.5″液晶显示12.三角基座13.锁紧手柄14.2″液晶显示15.EDM口16.长水跑调整螺钉17.光学对点器18.左挡板
图6
2.2仪器检查
检查过程
在仪器将要拆卸和修理之前,首先应该明确仪器发生的故障现象,然后再确定故障可能存在的部位。
以下的流程图是检查仪器的顺序过程,应从检查仪器操作功能开始,直到检查仪器的精度为止。
只有在确定仪器的故障部位之后,才可以拆卸和修理相应的故障单元。
2.3水平制微动的维修
水平制微动部分由于其结构突出于外,用户在使用中很容易磕碰而出问题,拆卸方法:
1.拆开正镜一侧的显示器。
如图7,已拆掉。
2.拆开顶簧座1。
注意,拆开过程中小心弹簧飞出。
3.松开两个M3内六角顶丝2。
4.拔出水平制微动组3。
水平制微动组拆卸图如图8:
制微动组分拆顺序如图8:
1.松开两个顶丝19,可拔出微动手轮1。
2.松开1个顶丝17,可从制动杆5上旋出制动手轮3。
3.拆下两个沉头螺丝16及顶丝15,则可拆下限位环4。
注意限位环的安装方向。
4.拆下两个螺钉9,可将锁紧拨叉8拆开。
安装时注意:
1.重新装配前,需要将各零件用汽油清洗干净。
2.制动杆5和微动杆11之间需涂抹专用润滑脂。
确保两者配合滑快无空回现象。
3.安装完锁紧拨叉8后,要求锁紧拨叉能在±30°范围内灵活摆动。
4.装好的制微动组按图7装配关系安装,安装好后检查水平制微动的制动可靠性及范围,微动灵敏度,确认无误后再装上显示器。
2.4垂直制微动的维修
1.取下电池盒,拆开电池盒一侧的右挡板。
如图9
2.拆开顶簧座1。
注意,拆开过程中小心弹簧飞出。
3.松开1个M3内六角顶丝(在靠望远镜一侧)。
4.拔出水平制微动组2。
垂直制微动组的结构、形状与水平制微动组相同,其区别只是几种件的长度有差异,图10。
分拆顺序和组装要求与水平制微动组相同。
这里不再重复叙述。
2.5望远系统的维修
拆卸顺序,如图11:
1.旋出防尘罩15
2.拆下4个M2螺钉14,则可卸下目镜组16和分划板组13。
3.拆下3个M2螺钉12,则可卸下阿贝棱镜组11。
注意阿贝棱镜取出时不要磕碰。
4.旋出调焦筒9,注意两个端面的聚四氟滑片,它用于调节轴向间隙和减少摩擦。
5.拆下轴位螺钉17,则可取出调焦丝管8与调焦镜组7。
安装时逆着拆卸顺序进行,注意:
1.光学件表面需用酒精与乙醚的混合液擦拭。
2.调焦部位的零件需用汽油清洗干净。
并在装配时涂抹专用润滑脂。
3.调焦镜组7重新装入时注意消间隙簧片是否起作用,否则可以调整一下再装入。
2.6光学对点器的维修
拆卸顺序:
1.图12,拆下4个M2螺钉1,则显示器2可以卸下。
2.图13,松开M4顶丝1,松开M3顶丝2,将光学对点器3轻轻拔出,不要转动着拔,防止棱镜崩边。
安装顺序:
1.将光学对点器3棱镜用酒精与乙醚的混合液擦拭。
2.将光学对点器3轻轻插入,注意棱镜方向
3.粗略调整对点器,将M3,M4顶丝紧固。
4.精调对点器,参考说明书的方法。
如果调整量不够,则重复上一步。
2.7竖轴系统维修
拆卸顺序:
参考图14
1.拆下5个左挡板螺钉1,则左挡板2可以卸下。
2.拆下螺钉3及主电路板4。
3.拆下螺钉5及副电路板6。
副电路板与模拟器连线拔出时,小心不要碰断模拟器导线。
4.拆下螺钉7及中心盖板8。
5.拆下螺钉10及显示器11。
6.旋出水平制微动顶簧座12。
7.旋出三个M4X14内六角圆柱头螺钉9,即可将仪器上部(照准部)与下部竖轴部分分离。
8.拆下螺钉16及护盖15。
9.拆下竖轴组与下壳组的三个内六角圆柱头M3螺钉,则竖轴组13即可完全拆下。
竖轴组的拆分,图15。
1.拆下水平模拟器。
2.拆下水平微动环,注意三个顶块不要丢失。
3.拆下4个M3螺钉,则导向盘13、水平指栅架3、指示光栅盘4可以卸下(3件是粘在一起的)。
4.将轴系倒置,旋出压圈8,分离轴11与轴套10,注意滚珠不要丢失,如有丢失,则全套23粒滚珠需全部更换。
竖轴组的安装:
1.清洁轴系各件,光栅盘按光学件的方法清洁。
2.清洗干净滚珠,在竖轴滚珠部位涂抹专用滚珠油,将滚珠放好。
3.将竖轴扶正穿入轴套内,在轴与轴套精密配合部位点适量特5油。
4.将压圈8旋上,拧紧并封漆。
压圈与轴套的间隙应小于0.02mm,但要确保竖轴转动滑快。
5.安装水平微动环,顶块,压圈,及水平指栅组件。
6.水平主栅与指栅间隙应在0.03~0.04mm,如果超出范围,则需将指栅架3与导向盘13之间的胶除去,重新粘接,用0.03mm或0.04mm塞尺确定光栅盘之间的间隙。
第三部分5″电路系统的检调方法
3.
1电路板的拆卸
拆卸步骤:
①拧下左挡板的5个固定螺钉并取下左挡板。
②拧下主板的4个固定螺钉并取下主板。
图16
③拔下主板后面的电源插头。
④拧下副板的4个固定螺钉并取下副板。
图17
⑤拔下副板后面的2个模拟器插头和两个显示插头。
⑥拧下液晶显示器的4个固定螺钉,拔下液晶显示器后面显示插头并取下液晶显示板。
图16
3.2安装与调整:
垂直模拟器
WR2
WR1
5v电压输入
连接显示器
水平模拟器
WR3
WR4
图17
3.2.1安装,按照连线方试安装,注意主副板之间的插针,图17与图4
3.2.2测试点:
●副板测试点,图17
●1:
经放大后的水平模拟器的CP1输出
●2:
经放大后的水平模拟器的CP2输出
●3:
经放大后的垂直模拟器的CP1输出
●4:
经放大后的垂直模拟器的CP2输出
●p:
垂直模拟器的过零脉冲的输出
●主板测试点,图16
●J1-1垂直模拟器CP1,等效于副板3
●J1-2垂直模拟器CP1,等效于副板4
●Vc垂直模拟器的过零脉冲的输出
●J1-5水平模拟器CP1,等效于副板1
●J1-6水平模拟器CP2,等效于副板2
3.2.3电信号要求:
●参考值
●信号输出:
CP1、CP2的信号幅值为1000mv~1500mv
●信号相位差:
90°±5%(a±5%)
●中心电压:
2.5±0.04V
●VS≥0.7V
●Vn-Vs≥0.4V
参考图18,19
3.2.4中心电压的调整
将5±0.01V的稳压电源接入副板的J4插口,注意电源的极性。
用示波器分别接入副板的测试点1、2、3、4,轻转相关的照准部,观察各个波形,波形应为正弦波。
(其幅值为1.0—1.5V)。
波形的中心电压应为2.5±0.04V。
如果不符合要求,则应按下表调整。
测试点
需调整的模拟器
1
水平
2
水平
3
垂直
4
垂直
调整时先根据测试点找到对应的模拟器,模拟器上面有两个电位器,用手握住起子的金属部分,用起子头部分别接触模拟器上面电位器的调整螺丝,仔细观察示波器的波形。
如果当起子头部接触接触到某个电位器时,示波器的波形受到干扰(变粗),则该电位器就是与这个测试点相对应的模拟器。
微调这个电位器,使波形的中心电压为2.5±0.04V。
注意在调整过程中,相关的照准部要不停地转动以保证能观察到正弦波。
3.2.5幅值的调整
中心电压调整好之后,要进行信号幅值的调整。
测试点仍为副板的1、2、3、4点,对应的电位器见下表。
信号幅值的范围应为1.0—1.5V。
测试点
需调整的电位器
1
WR1
2
WR2
3
WR3
4
WR4
3.2.5主电路板过零电压的调整步骤:
1.
拆下大盖板,露出主板。
2.用示波器测量主板上的Vc测量点,把望远镜放在正镜水平位置,用微动手轮上下调整望远镜的角度。
当示波器显示电压最低时,用电压表测出Vs值。
用微动手轮上下调整望远镜的角度,当示波器显示出Vs后的第一个波谷时用电压表测出Vn值。
用下式计算出副板的过零电压Vt值:
Vt=0.4*(Vn–Vs)+Vs
3.用电压表测量主板的Vt测量点,调整WR1使电压为Vt值(精确到0.01V)
注意事项:
1.更换主板后须做以下事项:
●重新调整仪器的过零电压;
●重新设置指标差。
(参考说明书)
2.更换副板后须做以下事项:
●重新调整仪器信号(垂直部分的CP1、CP2和水平部分的CP1、CP2)的中心电压及幅值。
3.出现以下情况,应检查模拟器的输出信号,必要时调整。
●.仪器读数出现丢数、跳数时;
●.仪器的测量精度变差时;
●.仪器的测量功能异常时。
4.在调整模拟器输出信号之前,应作以下工作:
●.检查光栅盘的清洁度,必要时用无水酒精清洁。
●.检查光栅盘的间隙,保证间隙在0.03—0.04mm之间。
3.3错误代码
显示
故障原因
E01
水平照准部转动超速,按
键清除。
E02
垂直照准部转动超速,按
键清除。
E03
垂直角测量系统内部出错,重新开机。
E04
水平角测量系统内部出错,重新开机。
E05
仪器内部存储器读写出错。
E06
垂直角零位校正操作出错。
3.4电路系统检修前的准备
3.4.1检修所需要的工具和仪表:
1.双踪示波器(≥20M)
2.数字万用表(4位半)
3.直流稳压电源(0—9V可调)
4.常规工具,如改锥、镊子等
3.4.2检修条件
1.室温应在20°C--25°C
2.检修现场不得有强光照射。
3.检修现场洁净度要高。
3.5电路系统常见故障检修框图
当仪器不能正常工作时,用流程图可以找出不正常现象的原因以便于维修。
下面是一个诊断问题的方法:
发现故障元件,维修或更换。
3.6.典型故障分析
3.6.1仪器无法开机(液晶不显示)
3.6.2显示字符不全
3.6.3旋转望远镜时仪器不能过零
3.6.4按键功能无效
3.6.5仪器显示E01(水平照准部超速错误)或
E02(垂直照准部超速错误)
E01或E02显示
以正常速度操作仪器
正常?
OK
是
否
3.6.6仪器显示E03或E04(仪器测角系统错误)
3.6.7仪器显示E05(内部存储器错误)
E05显示
按住键重新开机
正常?
否
是
3.6.8仪器显示E06(垂直角零位校正操作出错)
否
第四部分2″电路系统的检调方法
4.12″电路系统的拆卸、安装、测试、参数基本与5″相同,以下介绍区别点:
图20
测试点:
●副板测试点,图20
●1:
经放大后的水平模拟器(短线)的CP1输出
●2:
经放大后的水平模拟器(短线)的CP2输出
●3:
经放大后的垂直模拟器的CP1输出
●4:
经放大后的垂直模拟器的CP2输出
●p1:
垂直模拟器的过零脉冲的输出
●5:
经放大后的水平模拟器(长线)的CP1输出
●6:
经放大后的水平模拟器(长线)的CP2输出
●主板测试点,图16
●J1-1垂直模拟器CP1,等效于副板3
●J1-2垂直模拟器CP2,等效于副板4
●J1-4水平模拟器(长线)CP1,等效于副板5
●J1-5水平模拟器(短线)CP1,等效于副板1
●J1-6水平模拟器(短线)CP2,等效于副板2
●J1-10水平模拟器(长线)CP1,等效于副板6
●C垂直模拟器的过零脉冲的输出测试点
●T垂直模拟器的过零电压的调整测试点
4.2电子补偿器校正方法
校正条件:
经校正的平行光管1台
进入工厂模式方法:
同时按下R/L或V%键和开关键进入,显示屏提示:
FACtory
按HOLD键1次,显示模式1。
PINPUT
FAC1
按HOLD键2次,显示模式2。
OFFSET
FAC2
按HOLD键3次,显示模式3。
EEPINIT
FAC3
按HOLD键3次,显示模式3。
TILTBUG
FAC4
1.清除内部存储器
EEPINIT
FAC3
在模式3菜单下:
按SET键,进入清除内部存储器状态,显示屏上显示:
ALLCLR
若想取消设置状态,按HOLD键,返回工厂模式3菜单。
若确定此设置,按0SET键,显示屏上显示:
SET
则仪器内部存储被清除。
关机,退出。
2.按说明书设定机器的显示单位为1秒、并开启电子补偿器。
3.测量基础灵敏度参数A
TILTBUG
FAC4
在模式4菜单下:
按SET键,进入模式4,并转动望远镜,过零。
显示屏上显示:
0°00′00″
-10220
在此状态下,调平长水泡,将左下角数字调至±10以内,用望远镜水平线对准光管的水平线用0SET键置0,记下此时左下角读数D0,然后用竖直微动将V值调到+3′,小心调整基座底角螺丝,将望远镜水平线与光管的水平线对齐,记下此时左下角读数D1,用同样的方法将V值调到-3′,记下此时左下角读D2。
(记录数值时需带正负号),用HOLD键可返回工厂模式设置状态。
4.设置倾斜系数(A值):
由于机器的电路板不同,因此会有以下两种情况:
1.进入模式1,如果屏幕显示如下:
000000
000000
则A=360/(D1+D2)*65536
将计算值转化为16进制数。
在工厂模式1输入A值,此时显示屏的上排6位十六进制数为灵敏度常数A,按HOLD键数字从0-F循环递增,按R/L或V%键可以左移或右移。
若取消设置状态按FUNC键,确定本次设置按0SET键。
000000
-000000
2.如果屏幕显示如下:
则A1=180/(D1-D0)*65536
则A2=180/(D2-D0)*65536
根据D1与D2的正负情况分别输入,正值输入上排,负值输入下排。
按HOLD键数字从0-F循环递增,按R/L或V%键可以左移或右移若取消设置状态按FUNC键,确定本次设置按0SET键
4.设定电子水泡零点偏离值
0°01′20″
0°00′05″
在模式2菜单下:
显示屏上排数字为倾斜传感器角度的校正值,下排为倾斜传感器偏差角度值。
校正倾斜传感器零位点偏差角度值时,仔细调整仪器基座的三个底角螺丝,调整过程中应同时观测显示器的下排读数,转动仪器时仪器180°方向的读数一样时按0SET键确定。
仪器保留此设置。
SET
若取消设置状态,按HOLD键,返回模式2菜单。
0°00′00″
0°00′05″
至此,电子补偿器的重校正过程结束。
5.重新设置机器的指标差。
4.32″电路系统错误信息显示和处理
显示
内容
处理
b
不能读到轴补偿值
整平仪器再测
E01
水平轴转动过快
按
键重测
E02
垂直轴转动过快
按
键重测
E03
水平测角系统出错
重新开机再试
E04
垂直测角系统出错
重新开机再试
E05
读仪器内存出错
重新开机再试
E06
垂直角零位校正出错
重新校正
E07
复测角瞄准时出错
按
键重测
E08
复测角时测量超次
按
键重测
E09
数据通信故障
查连线和操作,重作
仪器在操作中若出现上述出错信息,经提示处理
后仍显示错误,则仪器需要厂家修理。