Устройство для измерения углов

Устройство для измерения углов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованб в системах автоматизированного проектирования. Цель изобретения Из 5л.Ю повьпдение точности измерения углов. При переходе делителя 16 в единичное состояние подключенный к его выходу генератор 19 случайных интервалов формирует импульс, подающийся на схему управления электротормозом. Формирователем 20 формируется им-. пульс, поступающий на вход делителя 21 и на вход элемента 23 ЗАПРЕТ, связанный с выходом делителя 21. Если на выходе делителя 21 устанавливается единичный потенциал, то элемент 23 ЗАПРЕТ блокирует прохождение импульсов формирователя 20 на вход элемента ИЛИ 18, процесс измерений прекращается, а содержимое счетчиков измерителя 14 переписывается в регистры 15 вычислителя, который проивзодит вычисление угла. 2 ил. с Ф (Л Сброс II C/nafltn Y Начатп Сброс Стоп ю 4i сд 00 оо СП Фиг.2

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 С 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ из Рл.10

"сюр

Сш, Фиг.2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3740940/24-10 ,(22) 04.05.84 (46) 23.07.86. Бюл. 11 - 27 (71) Харьковский автомобильно-дорожный институт им. Комсомола Украины (72) К.И.Богатыренко, А.В.Горушкин и Н.В,Скиба (53) 528.541 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N9 90)911, кл. G 01 P 15/00, 1982.

Новая геодезическая техника и ее применение в строительстве./Под ред. В ° E.Äåìåíòüåâa. M. Высшая школа,; 1982, с. 95-97. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованЬ в системах автоматизированного проектирования. Цель изобретения„„SU„„1245885 А1 повышение точности измерения углов.

При переходе делителя 16 в единичное состояние подключенный к его выходу генератор 19 случайных интервалов формирует импульс, подающийся на схему управления электротормозом.

Формирователем 20 формируется им-. пульс, поступающий на вход делителя

21 v на вход элемента 23 ЗАПРЕТ:, связанный с выходом делителя 21.

Если на выходе делителя 21 устанавливается единичный потенциал, то элемент 23 ЗАПРЕТ блокирует прохождение импульсов формирователя 20 на вход элемента ИЛИ 18, процесс измерений прекращается, а содержимое счетчиков измерителя !4 переписывается в регистры 15 вычислителя, который проивзодит вычисление угла. 2 ил .

Изоб!ретение относится к измеригельной технике и может быть использовано в геодезии, машиностроении и в системах автоматизированного проектирования.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем снижения влияния неравномерности угловой скорости развертывания светового луча.

На фиг. 1 представлено устройство для измерения углов; на фиг. 2 структурная схема измерительного блока.

Устройство содержит источник 1 света, двигатель 2, зеркало 3, установленное на ведомой части 4 фрикционной муфты, ведущая часть 5 которой закреплена на валу 6 двигателя, стартовый 7 и стоповый 8 датчики, измерительный блок 9, блок 10 управления и схему 11 управления электромагнитным тормозом 12.

Измерительный блок 9 содержит трехвходовый элемент И 13 с инвертирующим:вторым входом, измеритель

14 временных интервалов„ вычислитель

15, первый депитель 16 с коэффициентом деления п, эпементы ИЛИ 17 и 18, генератор 19 случайных временных интервалов, формирователь 20, второй делитель 21 с коэффициентом деления m элемент 22 задержки, элемент 23 ЗАПРЕТ с запрещающим вторым входом и блок 24 индикации.

При помощи вращающегося-зеркала 3 световой луч источника 1 .света разворачивается с угловой скоростью "(t) в плоскости измеряемого угла <., заданного спорным направлением (направление на стартовый датчик 7) и измеряемым направлением (направле ние на стоповый датчик 8), вершина угла c. при этом совпадает с проекцией оси вращения на эту плоскость.

Временной интервал ь t между стар-. товым и стоповым импульсом (импульсами на выходах стартового и стопового датчиков соответственно) несет информацию о величине измеряемого угла о!

После некоторого числа h замеров временного интервала !Г.; и периода развертывания Т, (что позволяет снизить влияние на результат случайных флуктуаций скорости развертывания и погрешности дискретизации), начальную фазу развертывающей функции () =- "-1 (t) dt изменяют в сооти ность измерения угла Ы

Угол Ы при этом определяется по формуле (at,)

i-1

20 (T )„

Устройство для измерения углов работает следующим образом.

До начала измерений счетчики измерителя 14 временных интервалов обнуляются, триггеры делителей 16 и 21 устанавливаются в нулевое состояние (для этого подается команда

"Сброс" соответственно на первый, вход измерителя 14, второй вход делителя 21 и через элемент ИЛИ 18—

35 на второй вход делителя 16) ° При этом на втором (инвертирующем) входе элемента И 13, связанном с выходом делителя 16, устанавливается единичный потенциал. После подачи ко—

40 манды Начало (единичного потенциаI! !! ла) с выхода блока 10 на третий вход элемента И 13 стартовые импульсы датчика 7 через элемент И 13 поступают одновременно на второй вход

45 измерителя 14 и на первый вход дели-. теля 16. Стоповые импульсы с выхода датчика 8 подаются на третий вход измерителя 14 через элемент ИЛИ 17.

Выполнение соответствующих счетчиков измерителя 14 квантующими импуль

50 сами происходит в течение интервалов времени лt; и Т (Лt; — временной интервал между ь-м стартовым и

i-м стоповым импульсами, Т, ; — интер-. вал между i-1-м и i-м стартовыми

Импульсами);

После прихода n-ro стартового импульса на вход делителя 16 последний ветствии с рядом равповероятных значений -< Д в пределах интервала (-11! ), а затем луч опять разворачивают в плоскости измеряемогo угла с той же угловой скоростью !. (t) и проводят очередную серию из и замеров. Этот цикл повторяется ш раз. В результате в каждой j-й серии j = 1,2,...,m из п замеров начальная фаза 1 разJ

10 вертывающей функции случайна, что позволяет (при усреднении по ш) сни зить погрешность преобразования угла д в эквивалентный временной интервал и соответственно повысить точ1245885 цикацию при помощи блока 24 индикации.

Все элементы. входящие в измерительный блок 9, могут быть реализованы на современной микроэлектронной базе. Для исключения дополнительных погрешностей время задержки t долж—

1 но быть выбрано большим временем разгона ведомой части фрикционной муфты до синхронной с валом двигателя скорости, а время задержки с большим времени срабатывания триггеров делителя 21 для избежания эффекта гонок1 .

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения углов, содержащее источник света, расположенный соосно с валом двигателя, зеркало, установленное на валу под углом 45 к -.го оси, стартовый и стоповый датчики, расположенные в плоскости развертки светового луча и подключенные к соответствующим входам измерительного блока, состоящего из последовательно соединенных измерителя временных интервалов и вычислителя, а также блок управления, один выход которого подключен к первому входу измерителя временных интервалов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения влияния неравномерности угловой скорости развертывания светового луча, оно снабжено фрикционной муфтой на ведомой части которой установлено зеркало, а ведущая часть муфты жестко связана с валом двигателя электромагнитным тормозом со схемой управ— ления, в измерительный блок введены элемент И, первый и второй элементы

ИЛИ, первый и второй делители, гене- ратор случайных временных интервалов, формирователь, элемент ЗАПРЕТ, элемент задержки и блок индикации, при этом выход стартового датчика связан с первым входом элемента И, выход ко.торого одновременно соединен с вторым входом измерителя временных интервалов и первым входом первого делителя, выход которого соединен с входом генератора случайных временных интервалов, вторым входом элемента И и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом стопового датчиустанавливается в единичное состояние и поступление стартовых импульсов на вход измерителя 14 прекраща— ется (элемент И !3 закрывается по второму входу). Одновременно прекра- 5 щается заполнение счетчиков измерителя 14 квантующими импульсами, так как его третий вход через элемент

ИЛИ 17 связан с выходом делителя 16.

Следовательно, в одном счетчике измерителя 14 будет содержаться код, Н пропорциональный Q At, а в другом—

1-1„ пропорциональный 2: Т

j= t

"5

При переходе делителя 16 в единичное состояние подключенный к его выходу генератор 19 случайных временных интервалов формирует импульс, длительность " которого выбирается .I из ряда равновероятных значений в пределах периода развертывания.

Этот импульс подается на схему ll управления электромагнитным тормозом -12, который срабатывает, фиксируя в течение времени . ведомую часть 4 фрикционной муфты с установленным на ней зеркалом 3. Формирователь 20 формирует импульс, задержан, ный на время „ относительно среза импульса генератора 19, Этот задер30 жанный импульс подается на первый вход делителя 21 и через элемент 22 задержки на первый вход элемента 23

ЗАПРЕТ с запрещающим вторым входом, связанным с выходом, делителя 21. Ес- 35 ли на выходе последнего нулевой потенциал (что соответствует тому, что j c m) импульс формирователя 20, .задержанный элементом 22 задержки на время t через элемент 23 ЗАПРЕТ поступает на первый вход элемента

ИЛИ 18. При этом триггеры делителя

16 перебрасываются в нулевое состоя— ние и процесс заполнения счетчиков измерителя 14 тактовыми импульсами в очередной серии из и замеров возобновляется. Если же на выходе делителя 21 устанавливается единичный потенциал (что соответствует тому, что j = m) элемент ЗАПРЕТ блокирует прохождение импульсов формирователя

20 на вход элемента ИЛИ 18, процесс измерений прекращается, а содержимое счетчиков измерителя 14 переписывается в регистры вычислителя 15, который производит вычисления угла по формуле (4). Результат вычислений в необходимом виде выводится .на ин—

1245885

Составитель В.Агапова

Техред И.Ходанич

Редактор А.Козориз

КоРРектоР В.Бутяга

Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3985/31

Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная,4 ка, а выход — с третьим входом измерителя временных интервалов, выход генератора случайных временных интервалов одновременно соединен с входами схемы управления электромагнитным тормозом и формирователя, выход которого соединен с первым входом второго делителя и входом элемента задержки, выход последнего соединен с первым входом элемента ЗАПРЕТ, второй вход которого связан с выходом второго делителя, а выход — с первым входом второго элемента ИЛИ, соответствующие выходы блока управления соецинены с вторыми входами второго элемента ИЛИ и второго делителя и третьим входом элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого делителя, выход второго делителя соединен

l0 с управляющим входом вычислителя, связанного с блоком индикации, а электромагнитный тормоз связан с ведомой частью фрикционной муфты.