Сканирующий теодолит

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оптическим средствам определения коорди-. нат движущихся объектов при лабораторных испытаниях, а именно для дистанционного бесконтактного определения текущих координат объекта, движущегося на плоскости. Цель изобретенияупрощение устройства и расширение поля сканирования. Оптические каналы, по которым проходит свет от внешнего источника до фотоприемника , образованы щелевой диафрагмой 4 в стенке оптического сканера 1, окном 5 в цилиндрическом коаксиальном экране 6, цилиндрической передающей линзой 7 и фототранзистором 8. Свет поступает на один из приемных фототранзисторов 8 в тот момент, когда на одной линии в плоскости сканирования оказываются светящееся тело , входной край щелевой диафрагмы 4 и входная грань цилиндрической передающей линзы 7. Представлена схема преобразования и кодирования сигналов оптического сканера 1. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (594С 01 С I 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ ния текущих координат объекта, движущегося на плоскости. Цель изобретения- . упрощение устройства и расширение поля сканирования. Оптические каналы, по которым проходит свет от внешнего источника до фотоприемника, образованы щелевой диафрагмой

4 в стенке оптического сканера 1, окном 5 в цилиндрическом коаксиальном экране 6, цилиндрической передающей линзой 7 и фототранзистором

8. Свет поступает на один из приемных фототранзисторов 8 в тот момент, когда на одной линии в плоскости сканирования оказываются светящееся тело, входной край щелевой диафрагмы 4 и входная грань цилиндрической передающей линзы 7. Представлена схема преобразования и кодирования сигналов оптического сканера l. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3823947/24-10 (22) 14. 12. 84 (46) 07. 01. 87. Бюл. Ф 1 (7! -) Ленинградский политехнический институт им. M. И. Калинина (72) А. С. Большев, А. В. Глебовицкий, А. С. Дурасов, Ф. Н. Духовской, С. В. Хазанов и В. И. Барков (53) 528.541(088.8) (56) Заявка Великобритании 1120832.18, кл. G 1 А, 1980.

Новая геодезическая техника и ее применение в строительстве. — M.:

Высшая школа, 1982, с. 112- 113, (54) СКАНИРУИЩИЙ ТЕОДОЛИТ (57) Изобретение относится к оптическим средствам определения коорди-. нат движущихся объектов при лабораторных испытаниях, а именно для дистанционного бесконтактного определе„„SU„,,1281884 А 1

1281884

Изобретение относится к оптическим средствам определения координат движущихся объектов при лабораторных испытаниях, а именно для дистанционного бесконтактного определения текущих координат объекта., движущегося на плоскости.

Цель изобретения — упрощение устройства и расширение поля сканирования.

На фиг. 1 изображена конструкция механической части сканирующего теодолита; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — форма выполнения передающей оптики с фототранзистором; на фиг. 4 — электронная схема устройства.

Сканирующий теодолит содержит сканер 1, клиноременную передачу 2, электродвигатель 3, входные щелевые диафрагмы 4, окна 5, цилиндрический коаксиальный экран б,.цилиндрическую передающую линзу 7, фототранзистор 8.

К выходам сканера подключены пер25 вый и второй входы (фиг ° 4) через нагрузочные сопротивления 9 и 10.

Импульсный усилитель 11, пороговое устройство 12 и дифференциатор 13 образуют входной измерительный канал электронной схемы. Импульсный усилитель охвачен отрицательной обратной связью автоматического регулирования усиления 14. Это требуется для исключения ошибок измерений из-за измене- 35 ния крутизны переднего фронта входных сигналов в случае существенного изменения амплитуды измерительных световых импульсов.

Входной канал опорных импульсов 40 состоит из элементов 15-17.

Общая схема испытаний объектов предусматривает визирование на один или два источника света, установленных на испытываемом объекте. Поэтому 45 в течение каждого цикла сканирования может поступить на измерительный вход электронной схемы либо один, либо два последовательных сигнала за один цикл сканирования. Для перестройки 50 электронной схемы на разные режимы служит переключатель 18. Функцию селекции измерительных сигналов на первый и второй выполняют счетный триггер 19 и ключи 20 и21., Опорным им- 55 пульсом по установочному входу R счетный триггер устанавливается в состояние Нуль", импульсы с диффе2 ренциатора 13 еще не поступили, поэ тому ключи 20 и 21 закрыты. Первым измерительным импульсом, поступившим с переключателя 18 на счетный вход С двоичного счетного триггера, триггер переходит в состояние "Единица". На втором входе ключа 20 появляется отпирающее напряжение и измерительный импульс выделяется на выходе ключа.

RS-триггеры 22 и 23 по входам Б предварительно (одновременно со счетным триггером) установлены в состояние

"Единица". Первым измерительным импульсом с выхода ключа 20 RS-триггер

22 переводится в состояние "Нуль".

На прямом выходе триггер 22 вырабатывается прямоугольный импульс, по длительности равный интервалу времени между очередным опорным и соответствующим ему первым измерительным импульсами.

По второму измерительному импульсу, фронт которого через переключатель режима работы поступает на счетный вход, двоичного счетного триггера сигнал "Единица" выделяется на инверсном выходе этого триггера, открывает клич 21, RS-триггер 23 устанавливается в состояние "Нуль и заканчивается формирование на его прямом выходе прямоугольного импульса длительностью, равной интервалу времени между .опорным и вт.бурым измерительным импульсами.

Таким образом выполняется селекция сигналов на первый и второй, при этом каждый сигнал характеризуется длительностью соответствующих канальных прямоугольных импульсов.

Оба выходных канала электронной схемы одинаковы.

Прямоугольные импульсы на выходах

RS-триггеров 22 и 23 по длительности точно.соответствуют измеряемым интервалам времени. Однако для дальнейшей» обработки информации необходимо, чтобы площадь прямоугольных импульсов соответствовала их длительности, для этого требуется строго нормировать их амплитуду. Эту функцию выполняют прецизионные нормализаторы 24 и 25 амплитуды в первом и втором каналах соответственно. Эти электронные элементы представляют собой комбинироВанные ключи, которые при наличии прямоугольного импульса на входе подключают выход к источнику 26 стабильного напряжения, а по окончании входl 281 884 ного прямоугольного импульса соединяют выход с нулевой шиной электропитания.

Элементы 27 и 28 являются активны- 5 ми фильтрами низкой частоты с равномерной частотной характеристикой— фильтры Баттерворта. Частота среза. этих фильтров назначается равной од— ной четверти частоты сканирования, На выходе такого фильтра формируется аналоговая величина — напряжение, об— ратное скважности прямоугольных импульсов на входе. Эта безразмерная величина не зависит от нестабильности 1э частоты сканирования, Аналоговая информация с выходов фильтров Баттерворта поступает на гнезда 29 и 30 аналоговых выходов 20 электронной схемы для подключения, например, самопишущих регистраторов.

Выходы фильтров также соединены с входами соответствующих канальных аналого-цифровых преобразователей 31 и 32. Закодированная в цифровом виде, информация выводится на гнезда 33 и

34 цифровых выходов электронной схемы для подключения, например, электронной цифровой вычислительной маши- 30 ны.

В том случае, когда испытания объекта проводятся с одним излучателем, установленным на нем, переключатель 18 размыкают, вследствие этого дифференцированные входные импульсы не поступают на счетный вход триггера 19, постоянно открытым оказывается ключ 20, с него сигналы поступают только в первый выходной канал схемы. 4р

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я!. Сканирующий теодолит, содержащий сканер с оптическим элементом, электроприводом и фотоэлектрическим преобразователем, генератор опорного сигнала и электронную схему обработки входной информации, сопрягаемую с цифровым регистрирующим устройством, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и расширения поля сканирования, в него дополнительно введены три оптических элемента и три фотоэлектрических преобразователя, сканер выполнен в виде цилиндрического барабана с четырьмя щелевыми диафрагмами, а также дополнительно введен коаксиальный барабану цилиндрический экран с четырьмя окнами, причем окна и щелевые диафрагмы выполнены по образующей цилиндров и равномерно размещены по окружности, а фотоэлектрический преобразователь выполнен в виде фототранзистора, каждый оптический элемент размещен между приемником и соответствующей щелевой диафрагмой и выполнен в виде цилиндрической линзы.

2. Теодолит по и. 1, о т л и ч а ю m и и с я тем, что цилиндрическая линза выполнена в виде диска, ограниченного двумя плоскостями под углом к диаметру диска.

3, Теодолит по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что электронная схема обработки информации подключена к первому входу прецизионного стабилизатора амплитуды, а выход стабилизатора соединен с входом фильтра Баттерворта.

1281884

Составитель А. Капитонова

Техред Н.Глущенко

Редактор А. Шишкина

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7251/35 Тираж 676

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Корректор C. Черни

Подписное