Устройство для измерения углов

Устройство для измерения углов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть испо.Ч1)Зовано для измерения углов между удаленными объектами, когда на эти объекты вначале производится визирование, а затек измерение углов, и позволяет повысить точность И34- 1ерений за счет устранения погрешности стыковки визирного устройства с измерителем угла. Блок 8 содержит блок 9 управления, формирователь 10, генератор 11 импульсов, генератор 12 тактовых импульсов, элементы И 13-16, элементы ИЛИ 17 и 18, триггеры 19 и 20, счетчик 2Т, регистры 22 и 23, вьиислительный блок 24, блок 25 индикации, делитель 26, элемент НЕ 27, элемент ЗАПРЕТ 28. Устройство содер;к1-1Т основание 1 , двигатель 2, на валу которого под углом к оси закреплено плоское зеркало 3, фотоприемник 4, зрительную трубу 5, ось вращения которой перпендикулярна к плоскости изь еряемого угла ей и совпадает с осью вала двигателя и фотоприемиика, источник 6 света, жестко связанньш со зрительной трубой при помощи кронштейна 7. Временные диаграммы иллюстрируют работу некоторых элементов измерительного блока 8. 3 ил. С «э 1Ю V i Фт 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Ю11Д С 01 С 102

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /"

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) (21) 3708004/24-10 (22) 06.03,84 (46) 07.02.86. Бюл. N 5 (71) Харьковский автомобильно-дорожный институт им. Комсомола Украины (72) В.А.Алексеев, A.В.Горушкин и В.Е.Тырса (53) 528.541(088.8) (56) Захаров А.И. Новые теодоли1ы и оптические дальномеры. H.: Наука, 1978.

Новая геодезическая техника и ее применение в строительстве./Под ред. В.Е.Пементьева. M. Высшая школа, 1982, с. 96. ()4) УСТРО)!СТВО,ПНЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ (57) Изобретение относится к геодезичес.кому приборостроению и может быть использовано для измерения углов между удаленными объектами, когда на эти объекты вначале произзодится визирование, а затем измерение углов, и позволяет повысить точ()9)@ ((() 1 55 А ность измерений за счет ус.транения погрешности стыковки виз;рного устройства с измерителем угла. Влок 8 содержит блок 9 управления, формирователь 10, генератор 11 импульсов, генератор 12 тактовых импульсов, элементы И 13 — 16, элементы ИЛИ 17 и 18, триггеры 19 и 20, счетчик 2(, регистры 22 и 23, вычислительный блок 24, блок 25 индикации, делитель

26, элемент Hl". 27, элемент ЗАПРЕТ 28

Устройство содержит основание 1, двигатель 2, на валу которого под углом к оси закреплено плоское зеркало 3, фотоприемник 4, зрительную трубу 5, ось вращения которой перпендикулярна к плоскости измеряемого угла са и совпадает с осью вала двигателя и фотоприемника, источник 6 света, жестко связанный сп зрительной трубой при помощи кронштейна

Временные диаграммы иллюстрируют работу некоторых элементов измерительного блока 8, 3 ил.

1 1

Изобретение относится к геодези= ческому приборостроению и может быть использовано в других обла< тях техники, где необходимо измерение углов между удаленными объектами, когда на эти объекты вначале производится визирование, а затем измерение углов, Целью изобретения является повышение точности измерения за счет устранения погреп>ности стыковки визирного устройства с измерителе 4 угла.

На фиг. 1 представлена cтруктурная схема предлагаемогo устройства; на фиг. 2 H 3 — временнь>е диаграммы работы э7<ементов измерительногo блока.

Устройство (фиг. 1) содержит неподвижное основа»ие 1, двигатель 2, на валу которого НО„1 углом к оси закреплено плоское зеркало 3, фотоприемник 4, зрительную рубу 5, ось вращения которой перпендикулярна к плоскости измеряемого >гла и совпадает с осью ва7та двкгB. еля и фотоприем»кка, источник 6 света, жестко связа»ный со зрительной трубой с IIOMOI!I<7 ???????????????????? 7, ?? ?????????????????????????? ???????? 8, ???????? 8 ???????????????? 9 ????????????????????, ?????????????????????????? 10, ?????????????????? 11 ??????????????????, ?????????????????? 1? ???????????????? ???????????????? ?? 13 ????” 16, ??????????” ?????????? ?????? 17 ?? 18, ???????????????? 19 20,, ?????????????? 21, ???????????????? 22 23, ???????????????????????????? 2>>, блок 25 индикации, делитель 26> элемент ИЕ 27 и элемент ЗАПРЕТ 28

Устройств<7 работает следующим образом.

Вк71ючают двкгате>ть 2, »рк этом на выходе фото11ркемника 1 форм::ц7уются импульсы, период следования

Т которых опре„<еляется ьастотэи с вращения вала, Совмещают ви»»p»y!o ось зрите;<ьной трубы з с огop»o M направлением и Включают блс к 9 у»в равленкя. При э гом команд»ымк, импульсамк блока 9 прк посредс r»e элеме»тов ИПИ 17 и 18 тркггe !11 19 клк 20 уста»авлкваются в ну.<евое состоя»ке, содержимое счетчика 21 сбрасывается, триггеры делителя 26 устава<»117<>н>гся в ну71евое сncтоя»ие на гр< гий вход»торс>го:>лемента И I 3 1< 1>eтс«< ци»ич>и<й поте»--!!IlB I, »с!»т<>pi» НХО;1 >. 1еме>1 1 ;1 И 16

;>10 ) 6 к на втopoi (запрещающий) вкод элемен га ЗАЛРЕ! подается нулевой потен— циал. Генератор 11 формирует импульсы с гериодом следования Т, равным среднему значению периода вращения вала, т.е, среднему значенкю периода Т,. следования стоповых импульсов с зь:хода формирователя 10, формируемых из выходнь>х импульсов фотопри1О ем»ика «, Так как по второму и третьeму входам элемент И 13 открыт (ва выходе элемента ПЕ 27 — единичный пс>тенциал), то появление »а его п<рвом Входе кмпульса генерато15 ра 11 влечет фор><крование на выходе

B!!e»e;iTa И 13 стартового импульса, lIo;fc- паемОГО на S Входы триггерс>В

19 и !0 и установку их в единичное состоянь<е. Ка7г<дый стартовый импульс !

7б вызывает начало формирования разре<иающего строб-импульса на выходе триггера 19 и подтверждает единичное состояние триггера 20, Разрешающий с гроб-кмпульс подается»а первык вход элемента И 1«. Плительность этого строб — iMIIупьсil определяется кнтервалом времени

»a R-I7õoä триггера 19 через элемент

И1!И 17, к стартовым импульсом. При

»ал!i»IIè íà первом входе элемента

И 14 разрешающего строб-импульса так»ене17ато17а 12 запо11няют счетчик 21,, Кроме того так

> как триггер 20 находится В единичном

;;стоянии и, следовательно, на втором »ходе элемента И 1> — едичичный (разрешающий) потенциал, столовые импульсы через элемент И 1э поступа40

>< 1 ь < пер»щи вход д>слигеля 26> коэф фицие»т деления Е которогс задан.

При поступлении на вход делителя .С- oО CTO!!O»OI О >ЗМП>>Л Ьеа»B ВыхоДЕ

ОC г С! ПНel O СООPMPDУ ТС51 ГlотТОжитeIIЬНЫЙ пе >спад к" 0» 1. При этом на Выходе э:IBMeíтB. ЦЕ 27 >>cTÿíÿÂ>iÁ»BpTcEI .-"У!ie;!ой потенциал, подаваемый на з оро;! »хо;:: элемента и 13, тем самым прекращается формированке разрешаю- 0 ших строб-к>гг<ульсов и вход счетчика отключается от выхода генератора

1?, 0цновременно с выхода элемента

З1>П1- ЕТ 28 на управляющий вход peiEIcтра 22 подается команда "ПереГ 1

>i

-> - пись, по которой содержимое счетчика записы»ается в этот регистр, триггер 20 посредством элемента

И,ПИ 18 устанавливается в »улевое

1210055 состояние и блокирует прохождение стоповых импульсов на вход делителя.

Кроме того, появление на выходе делителя единичного потенциала вызывает формирование B блоке 9 управления сигнала "Конец", что свидетельствует об окончании измерений при данной (начальной) установке зрительной трубы при совмещении ее визирной оси с опорным направлением, На втором этапе работы производится определение угла с6 между опорным направлением и некоторым удаленным объектом. Для этого поворачивают зрительную трубу, совмещая ее визирную ось с этим объектом.

После этот о с выхода блока 9 подаются командные импульсы, устанавливающие триггеры 19 и 20, а также триггеры делителя 26 в нулевое состояние и сбрасывающие содержимое счетчика 21. Кроме того, на второй вход элемента И 16 и на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 28 подается единичный потенциал, что обеспечивает по окончании измерений запись содержимого счетчика в регистр 23.

При этом работа остальных элементов блока 8 происходит аналогично описанному этапу начальной установки, Таким образом, по окончании второго этапа в регистре 22 хранится код К, соответствующий I.,K и, а

1 1 в регистре 23 — код К, соответствующий, n, где — период следования тактовых импульсов, и„ число тактовых импульсов, зарегистрированных счетчиком при i-м замере временного интервала 6t ìåæäó

i-ми стартовыми и стоповыми импульсами при начальной установке, и, число тактовых импульсов, зарегистрированных счетчиком при i-м замере временного интервала аГ, между

i-ми стартовым и стоповым импульсами после совмещения визирной оси зрительной трубы с направлением ос

Обработка информации, содержащейся в регистрах, производится в вычислительном блоке 24 по окончании второго этапа работы. Для этого с выхода блока 9 на управляющие входы вычислительного блока подаются команды Вычисление" и Правый" или

О

"Левый" в зависимости от направления разворота зрительной трубы относительно опорного направления.

При первом развороте угла ж вычисляется по формуле

2,; —,, (К тк

К), если К вЂ” К > 0 илп К =- 0 (1) К вЂ” К

> „1 + 1 N если К вЂ” К» О или К = О а при левом — по формуле

r 1 — 2II . („,,{K — К), если К вЂ” К» О

1 илиК=О

t

К1

27 (1 — „. ) если К -К> О или К = О (2) З5 ряжения питающего например синхронный микроцвигатель 2. Кроме того, н качестве генератора может быть использован формирователь импульсов, подк юченный к источнику

40 напряжения, питающему двигатель 2.

Временные диаграммы (фиг. 2 и 3) иллюстрируют работу некоторых элементов измерительного блока S соответственно на этапе начальной ус—

45 тановки и на втором этапе, когда визирная ось зрительной трубы совме— щена с направлением . При этом временные диаграммы, приведенные на фиг. 3, могут быть отнесены к случаям как правого, так и левого разворотов. Неоднозначность устраняется при формировании команды Левый или "Правый". На диаграммах обозначены: а — команда установки в нулевое состояние триггеров 19 и 20 и триггеров делителя, а также команда сброса счетчика, — сигнал на третьем входе элемента И 13;

Полученное значение угла М выводится на инд нацию посредством блока 25 индикации.

20 Для измерения некоторого другого угла к достаточно повторить второй этап.

Все введенные в измерительный блок элементы могут быть реализова25 ны на интегральных микросхемах. В качестве вычислительного блока может быть использован программируемый микропроцессор. Генератор 11 может представлять собой либо независимый генератор, либо делитель частоты, подключенный к выходу генератора 12 тактовых импульсов, выход которого одновременно может быть использован и цля формирования нап5 ) сигнал на выходе элемента йЕ;

à — импульсы генератора 11; — сто:товые импульсы е — разрешающие

=òðîá-импульсы триггера 19; )к — такгоные импульсы; 1 - сигнал на выходе григгера 20,: (3 — пакеты тактовых импульсов. Поступающих на вход счетчика; . — столовые импульсы, поступающие на вход делителя, h — cèãíà)". на ВыхОде делителя.

1а)с как !;p!i начальной уста:Oвке до подачи команды установки делитеЛЯ В Ну .ГтЕНОГ COCÒO)!ÍIIP ЕГО С:ОСТОЯ ние неон )е);ес(еннс., условно принято,

Уст ройство для измерения углов, содержащее зрительную трубу, ис:.гочник света, двигатель, фотопри «II»m< и измерительный блок, сна.бженный формирователем, первым триггером, геliepa Topoi i тактовых импульсов,, II(.рным эле )ентом И, счетчиком, первым pciicòpîbl и блоком управления, причем выход фотоприемника соединен с входом формирователя, выход первогG тригl pp;1 соединен с первым 3xo дом первого элемента И, второй вхо„-1 которого соединен с выходом 1 e(lep7тора тактовых импул)сов, а выход— с информати(311ь)м входом счетчика, уп—

1)ьтвляю(ций 1)хо(1 l(oTÎpoI" 0 Г Оедкнен с. выходом блока управления, а разрядные выходы соед)п(ены с соответствующими ра зря)(н).)ми вхо)(ами )тервого регистра, о т л и ч а ю щ е е с я тем., что, с цел),ю повьппения точности измерения за счет устранения

)тогреп)ности стыко)3ки визирного устройства с измерителем угла,, днига-тель и сротоприемник устанонлены

СООСНО С ОГЬЮ ВР()сЩЕНИЯ ЗРИтЕЛЬНОй трубы, на валу двигателя под угло l т 1 00 )) :с его !)cH закреплено введенное .-;9 ало, источник светя жсс "ко зрительной грубой и oic! I .язан с зеркалом и фосоприа н измерительный блок.со . зерк

Сня та), С чески -: в емником, т ! В()ЦЕ11Ы генератор импульсон. три

И 3 н) эл(м нта И И- )., элемент ЗЛП1-Е (, );тоГ ой

В тот)Ой P!.-.1 Ис 1 Р ДЕ-П»)Т ЕЛ;, ЕЛЬIIЫИ ОЛО т(И б 101< il) ц:".1(а

) J I P bi C 1I T B

МЕ)гс т()! 1 Г l Е P I Q ттп) тт,. .С (И 1 ции, .лричpм:.3ь(ход, Гcнсратоj)p и",.1(ульс)о 3 соединен =,тернь)м вход

-)ГОроГО ЗЛЕМЕНТа 1 E)bl»(O(! "",Г т срО)З, со"-..7,èíåí с. первьп-)и входами —. р;- гг-. ; с рон,, Выхо, „ формирова теля со спиl(el) с

llcрвыми входами первого эле )ен.-а

1П111 и ретьет о элемента. И„выход ,)ервого элеме Ta ИГ1И сс)ет(ине;1 !. е

Втopb:ì вхопом первого триггера, =ь—

;0 х()д второго триггера cоединен с в"орь)м входом третьего э:(Гментя И, )з),)ход, которого соединен с первым входом делителя, 13brxo;! .оследнего

СГСЛИНЕН С 3„030 бЛО)Са упт)аВЛЕI Ия шими )iходами первого, вторсгo j.c-гистров соответстве..н;), выход злеь)е нта 11Е соединен c H TOpbIM вхо )nb втoрог0 элемента И, разрядные вхсды второ).о регистра(оецинены Г Гоответс тнуюп)ими разря)713ыми выходами . четчика выходbl регистров соединены с. соотВЕтСТВУЮШИГПт)1:ВХОДаМИ ВЫЧИ, Лнт ЕЛЬПО(о олока, выход которого соед,ине:.3 с блоком индикации, а соствгтст-.

Н, .С))ПHP В(т()т ОДЫ G.i)nK;; -т,т) Ра В -1 СНИ Я C 0 ЕДИНЕН(т1 (D TОРЬ(МИ ВХОДа;,111:. Е Т! ЕР 0-"

1-0» )т»1,.1ен г gi H ..т -)е)т,(е)1).а з,,11!) j 1 н TOpbìè входами элемс.нтс н И)11т»1 1*.

I„ IП» 1 ЕЛЯ ) ттПРан) IЯЮЩИМИ 131(от((:М11 13Ы—

-(т)Г.т))тельиого блока )1 третl-и,1 вх0дом -. TopoI элемента И.

75 первыми входами етвертогO эстеме71 Tа, rl и )хlемента -)ттПЕЕ1,. )зхт);10. т1 3) емента НЕ II первым входом )3 Iîpîãо эле-мента 1ПИ, выход кото))ого соединен с вторьпч входом второго тригг;ра, 13ыходь) элемента ИП1 ЕГ и четверто.го элемента И с.оедипены с управля-о1210055 ишшшшшаашшш шшш а » шш шашшшшшшшшаш шшышшшшы

Составитель В.Агапова

Редактор 0.10рковецкая Техред A.Áà6èíåö Корректор E.Сирохман

Заказ 509/51

Тираж б71 Подписное

ВНИИПИ Государственного комите.та СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москвар Ж-35р Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4