Электронный теодолит

Электронный теодолит

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и предназначено для использования при угловых измерениях. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения влияния ошибок считывания. Устройство содержит горизонтальный и вертикальный диски 6 с кодовыми дорожками 18, каждая из которых выполнена в виде равномерно расположенных одинаковых пар штрихов с размещенными между ними их кодовыми идентификаторами, блоки считывания с горизонтального и вертикального дисков 6, каждый из которых выполнен в виде фотоэлектронного сканирующего узла 30 и оптической системы 19-29 последовательного формирования изображений диаметрально противоположных участков диска в плоскости сканирования, счетно-логический блок, дешифратор и цифровое табло. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G О1 С 1 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

30г(308) 25 22 ,1 бг(68

78р в вд

Я(5г) 1"

2 28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ОРИ ГКНТ СССР (21) 4601387/25-10 (22) 29.08.88 (46) 30.11.90, Бюл. № 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) В.Г.Шульц, Е.M.Øàðàïîâ, В.П,Прусак, Г.И.Филимонова„

И.И.Брейдо и В.П.Светлов (53) 528.521 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 802782, кл. G 01 С 1/06, 02.01.79 °

Авторское свидетельство СССР

N- 515939, кл. С 01 С 1/04, 09,01.74. (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕОДОЛИТ (57} Из обр ет ение относит ся к г еод езическому приборостроению и предназначено для использования при угловых

„,SU„„1610272 A 1

2 измерениях. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения влияния ошибок считывания.

Устройство содержит горизонтальный и вертикальный диски 6 с кодовыми дорожками 18, каждая из которых выполнена в виде равномерно расположенных одинаковых пар штрихов с размещенными между ними их кодовыми идентификаторами, блоки считывания с гориэонтального и вертикального дисков

6, каждый из которых выполнен в виде фотоэлектронного сканирующего узла

30 и оптической системы 19-29 последовательного формирования иэображений диаметрально противоположных участков диска в плоскости сканирования, счетно-логический блок, дешифратор и цифровое табло. 5 ил.

С::

1610272

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и предназначено для использования при угловых измер ениях.

Цель изобретения — повышение точности путем уменьшения влияния ошибок считывания.

На фиг, 1 представлена общая схема устройства, на фиг. 2 — оптическая схема блока считывания, на фиг, 3 схема кодового диска, на фиг. 4 — схема расположения штрихов прямого и диаметрально противоположного отсчетов, на фиг. 5 — электрическая схема устройства.

Устройство содержит колонку,1, низок 2 и триггер 3, в котором жестко на время измерений закреплена вертикальная ось 4 теодолита. В низке 2 расположен блок 5 горизонтального отсчета, кодовый. диск бг которого установлен на указанной вертикальной оси 4. В колонке 1 расположены горизонтальная ось 7 с закреп- 25

I ленной на ней зрительной трубой 8, блок 5в вертикального отсчета, кодовый диск бв которого также установлен; на горизонтальной оси 7, первый блок 9 управления, второй блок

10 управления с кнопками 11 и 12

"Выбор вида работы" ("Г" — горизонтальный отсчет, "В" - вертикальный отсчет), счетно-лагическйй блок 13, дешифратор 14 и цифровые табло 15.

На фиг. 1 не показаны системы вертикальной 4 и горизонтальной 7 осей, механизмь1 наведения и фиксации, которые не отличаются от известных аналогичных конструкций оптических тео- 40 долитов, обозначены лишь ручки 16 и

17 наводящих механизмов соответственна систем горизонтального и вертикального отсчетов.

Блоки 5r и 5в горизонтального и вертикального отсчетов аналогичны по конструкции и схеме (фиг.2) и каждый иэ них содержит кодовый диск бг или бв соответственно со штриховой дорожкой 18, осветитель 19 с конденсором 20, расположенные против участка кодового лимба бг (бв) с диаметрально противоположным отсчетом

1,8д, оптический мост 21, расположенный па другую сторону диска бг (бв) и передающий изображение указанного участка лимба бг (бв) с отсчетом 18д в плоскость изображения 18д, второй осветитель 22 с канденсаром 23, расположенные по одну сторону диска бг (бв) с оптическим мостом 21 и освещающие участок лимба бг (бв) с прямым отсчетом 18п, оптическую ромб-призму 24 (БС-Ое), расположенную по дру- гую стор о ну диска бг (6 в), прич ем входная грань указанной ромб-призмы

24 расположена против грани выходной призмы 25 оптического моста 21, а ее наклонная грань 26, выполненная светоделительнай, расположена против участка кодовой дорожки 18, содержащего прямой отсчет 18п, оборачивающую систему 27, проектирующую участок лимба бг (бв) с прямым отсчетом 18п

I и иэображение 18д диаметрально противоположного отсчета через прямоугольные призмы 28 и 29 (AP-90 ) на фотос чувствительную. линейку преобразователя 30r (ЗОв) линейного типа ПЗС.

Кодовый диск бг (бв), показанный на фиг ° За, представляет собой прозрачный диск 31, на который нанесена концентрическая штриховая дорожка 18, Часть кодового диска бг (6B) са .штриховой дорожкой 18 показана на фиг, 36. В предлагаемом теодолите на кодовом лимбе бг (бв) нанесена одна кодовая штриховая дорожка 18, представляющая собой расположенные через равные угловые промежутки (например, через 1 ) биссекторные штрио хи Т -Т с угJIQBbM интервалом Р межа б ду ними, в котором расположены с переменными угловыми дискретными интервалами штрихи Г, содержащие в двоичном поле информацию о порядковом номере биссекторных штрихов Тц и Т, представляющие собой кодовые идентификаторы. На фнг. Зб интервалы, между биссекторами обозначены g. Ha фиг. Зв показана цена Р штрихов Г в двоичном коде — трехзначного значения порядкового номера указанных штрихов Г. Штрихи 2 с 2 с опредеО ляют значения сотен градусов, штрихи л

2 д1, 2 д, 2 д, 2 д определяют значения десятков градусов, штрихи 2 е, 2 е, 2 е, 2 е определяют значения единиц градусов.

Части кодового диска бг (бв) с соответствующими участками штриховой дорожки t8, содержащими информацию а прямом 18п и диаметрально противопо-. ложном 18д (18 д) отсчетах, поочередно проектируются на светочувствительную линейку преобразователя ЗОг (30в) — кадры с прямым 18п (фиг,4а) 5 16 и диаметрально противоположным 18д отсчетами, в плоскости сканирования на светочувствительной линейке преобразователя 30г (30в).

Прямой отсчет N»L (фиг.4а) содержит информацию о точном и грубом порядковом номере биссекторных штрихов

Т и Т>, отсчетах. Точный прямой отсчет N ц определяется количеством единичных элементов линейки преобразователя 30г (30в), укладывающихся между штрихом Т и концом кадра (отрезок А на фиг, 4а), грубый отсчет N — комбинацией дискретных интервалов между штрихами Г (фиг.4а).

-Диаметрально противоположный отсчет И (фиг.4б) используется только для опрецеления. точного отсчета Ngyy определяемого количеством единичных элементов линейки преобразователя

30г (30н), укладывающихся между началом кадра и штрихом Т,1 (отрезок

В на фиг. 4б), Декодирование и запоминание градусного (грубого) отсчета — номера биссекторн ш рихон Та в ТВУ осуще- " ствляется только по полному биссектору, вошедшему н сканируемый кадр, и в цикле первого сканирования — определения прямого отсчета.

Прямой точный отсчет И„т практически определяется количеством тактовых импульсов, формируемых в блоке 9 управления преобраз онателями 30г и

30в (фиг.1). Таким образом в указанном блоке 9 при втором цикле скани— рования форйируются импульсы точного диаметрально противоположного отсч ета .

Точный отсчет опр еделя ется по формул е!

0272 6

5 !

О!

25 н блоке 9 выводы 3 — вход блока 9, »

4 — выход тактовых импульсов, 5

r выход управляющих сигналов, 6 выход информационных сигналов, .соедиФ нены соответственно с выводами 5 -8 блока 10, а вывод 6 блока 9 соединен также с выводом 1 блока 13.

Вывод 9 — нход +Е напряжения

h питания, поступающего от блока питания (не показан), соединен с первыми контактами кнопки 11 "E " кнопки

12 "В" и реле 32, второй контакт коI торого соединен с выводом 10 +Е и

С входными выводами питания элементов электронной схемы, .кроме выводов питания триггеров 33 и 34, соединен45 ных между собой и с первым выводом обмотки реле 32, анодами диодов

35-37, с S-входом триггера 34, с вторым входом элемента ИЛИ 38, S-вхот (Nïò + Näï) m э где m — цена деления точного отт счета.

Полный отсчет

Г 1 и вертикального отсчетов (в которых показаны только элементы электронной схемы), блок 9 управления преобразователями 30г, 30в (линейными), блок 10 управления, счетно-логический блок 13, дешифратор 14 и цифровое табло 15.

В блоке 5г входы-выходы 1» преобразователя 30г поданы на соответстт вующие входы-выходы 1 блока 9, по одному из выводов светодиодов 22г и 19г соединены соответственно с выводами 2" и 3" блока 5г, а вторые их выводы, соединенные между собой, через вывод 4 поданы на корпус.прибора, причем ныводы 2 и 3 блока

5г соединены соответственно с выводами 1 и 2 блока 1О.

В блоке 5в входы-выходы 1 преобразователя 30 в поданы соответственно на входьгвыходы 2 блока 9, по одному из выводов светодиодов 22н и 19в поданы соответственно через выводы 2 и 3» на выводы 3 и 4 блоФ g. ка 10, а вторые их выводы, соединенные между собой, через вывод 4 по» даны на корпус прибора. Кроме того, . При сканировании даметрально противоположного отсчета (второй цикл сканирования) осуществляется сравнение младших разрядов кодов, заключенных в биссекторах диаметрально противоположного отсчета,с ранее запомненным при первом цикле сканиронания.

На фиг. 5 предстанлена блок-схема электронного блока теодолита, .содержащая блоки Sr и 5в горизонтального дом делителя 39 и R-входом триггера, 40. Второй контакт кнопки 11 соединен с катодом диода 35 и с S-входом триггера 33.

Второй контакт кнопки 12 соединен с катодом диода 36 и с R-входом триггера 33. Выход триггера 34 соединен с катодом диода 37. Второй вывод обмотки реле 32 подан на корпус прибора. Прямой выход триггера 33 соединен с первыми входами элементов

1610272!

И 41 и 42, а инверсный выход - с первьии входами элементов И 43 и 44.

Вторые входы элементов И 41 и 43 соединены между собой и с прямым выходом триггера 40; инверсный выход которого соединен с соединенными между собой входами элементов И 42 и 44.

Выход 6 блока 10 подан на первый вход элемента И 45, выход которого подан ва счетный вход первого делителя 46 (на 360), выход которого подай на первый вход элемента И 38, счетный вход делителя 39 на два, RS-вход триггера 40, вход "Сброс" второго делителя 47 на шесть, R-вход триггера 48 и на вывод 11 блока 10.

Выход элемента ИЛИ 38-подан на шину

"Сброс" (установки элементов электронной схемы в исходное состояние)

// и на вывод 5 блока 10. Инверсный выход делителя 39 на два через реле

49 времени подан на S-вход триггера . 34. Выход второго делителя 47. на шесть подан на вывод .1 2 блока 10.

Выход элемента И 45 подан также на первый вход элемента И 50 и на вывод 13 блока 10. Вывод 8 блока 10 подан íà S-вход триггера 51, инверсный выход которого подан на второй вход элемента И 50, выход которого подан на счетный вход второго счетчика 47 на шесть. Вывод 6 блока

10 подан на первый вход элемента

И 45, второй вход которого соединен с выходом триггера 48 и выводом 1 блока 10. Выводы элементов И 41-44 соединены соответственно с выводами

1 -4 блока 10. Вывод 7" блока 10 соединен с S-входом триггера 48.

Вывод 1 блока 13 соединен с вто» рым входом блока 52 контроля, с пер,вым входом элемента И 53 и с первым входом элемента И 54. Вывод 2 блока 13 соединен со счетным входом счетчика 55, инверсный выход которого соединен со счетным входом счетчика

56, с вторым входом элемента И 53 и вторым входом элемента И 57. Вывод 3! блока 13 соединен с первым входом элемента И 47 и первым входом элемента И 58. Выход счетчика 56 подан на вторые входы элементов

И 54. и 58, Первый инверсный выход блока 52 контроля подан на третий вход элемента И 57, второй прямой его выход подан на третий вход эле мента И 58, а третий его выход подан

55 на разрешающий вход элемента запоминающей суммирующей схемы 59, вход !! !!

+1 которой соединен с выходом, счетчика 60 точного отсчета, счетный вход которого соединен с выходом элемента И 58, Выход элемента И 53 подан на управляющий вход электронного коммутатора 61.

Вывод 4 блока 13 подан на вход

/ !!т1 tt

Установка нуля сдвигового регист-. ра 62t вход которого соединен с вывоI дом 5 блока 13, а его выходы через соответствующие входы электронного .коммутатора 61 и его соответствующие выходы поданы на входы запоминающей суммирующей схемы, Выходы двух меньших разрядов регистра 62 поданы соответственно на первый вход блока

52 контроля и третий вход элемента

И 54. Контрольный выход запоминающей суммирующей схемы 59 подан на второй вход блока 63 сравнения, первый вход которого соединен с выходом зле= мента И 54, а выход, соединен с третьим входом блока 52 контроля.

Выходы счетчика 60 точного отсчета и выходы запоминающей суммирующей

I схемы 59 через выводы б и 7 бл !ка

13 поданы на соответствующе группь. входов дешифратора 14, выходы которого соединены с соответствующими входами цифрового табло 15.

Устройство работает следующим образ ом.

Теодолит устанавливается в точке стояния, горизонтируется H наводится с помощью зрительной трубы 8 (фиг.1) на визирную марку или отвес, распо-. ложенные в точке наблндения.

Для взятия отсчета (горизонталь- * ного или вертикального) на короткое время нажимается одна из кнопок 11

"Г" и 2 "В" блока 10 управления (фиг,1), выведенных на боковую стенку колонки 1 теодолита, Через корот-. кий промежуток времени (0,1-0,2 с) на цифровом табло 15 высвечивается соответствующий отсчет.

Взятие прямого и диаметрально противоположного отсчетов с кодовых дисков бг или бв (фиг.2) осуществляется поочередно одним фотоприемником

30г или ЗОв соответственно блоков

5г и 5а в зависимости от выбранного режима работы (взятие,"оризонтального или вертикального отсчета) . При взятии прямого отсчета включается осветитель 22 и через конденсатор

1610272

23 освещается участок 18п кодового диска бг (бв), содержащий информацию о точном отсчете, изображение которого через светоделительную грань 26 ромб-призмы 24 передается оборачивающей системой 27 и оптическими призмами 28 и 29 в плоскость светочувствительной линейки преобразователя 30г (30m) .

При взятии диаметрально противоположного отсчета питание с осветителя

22 снимается и подается на осветитель

19, который через оптический конденсатор 20 освещает участок 18д кодово- 15 ге диска бг (6в), содержащий информацию о диаметрально противоположном отсчете, изображение которого с помоЩью оптического моста 21, содержащего оборачнвающую cHcYeMy c ysenHve- 20 нием 1 и две оптические призмы—

k прямоугольную и с крышей,, и ромбпризмы 24 вводится в тот же оптический канал, используемый для передачи изображения участка лимба 18п с информацией о прямом отсчете.

При повороте кодового диска бг (бв) изображения участков с прямым (18п) и диаметрально противоположным (18д) отсчетами в плоскости линейки преобразователя 30г (30в) перемещаются в противоположных каправлениях, На фиг. 4а, б изображения прямого и диаметрально противоположного участ. ков диска для удобства рассмотрения процесса декодирования отсчетов раз35 несены. Фактически указанные изображения проектируются на одну и ту же светочувствительную линейку преобразователя, что осуществляется пооче40 редной коммутацией питания, подаваемого на осветители 22r .(22в) и 19г (19в), благодаря чему осуществляется раздельное последовательное освещение указанных участков диска °

Декодирование отсчетов и формирование их в цифровую форму, высвечиваемую на цифровом табло 15 (фиг. 1), производится следующим образом.

Сканирование кадра в предлагаемом теодолите осуществляется поочередным опросом состояния единичных элементов линейки преобразователя 30г (30в) в обоих циклах сканирования при определении прямого и диаметрально противоположного отсчетов (фиг.4) . 55

В положениях затемнения отдельных элементов линейки преобразователя

30г (30в) изображениями проектируемых на нее штрихов кодовой дорожки 18 с выхода преобразователя 30г (30в) снимается сигнал, по амплитуде значительно меньший сигналов, снимаемых при освещенных элементах. Указанные информационные сигналы (меньшей амплитуды) после соответствующего формирования в прямоугольные импульсы в блоке 9 подаются на блок 10 управления (фиг.1) и далее на счетнологический блок 13. Управление циклами работы преобразователей 30г и

30в осуществляется блоком 9 управления .

Рассмотрим процесс декодирования отсчетов, снимаемых с кодового лимба

6г (бв) и спроектированных на линей" ку преобразователя 30г (30в) с помощью электронной схемы теодолита, приведенной на фиг. 5.

Для упрощения рассмотрения работы схемы на фиг. 5 приведен случай, когда кадр-участки диска бг (6в), содержащие информацию о прямом и диаметрально противоположном отсчетах,проектируются на 360 единичных элементов линейки преобразователя

30r (30в), а отрезки между двумя бис-.— секторами, равными в угловой мере 1 о проектируются на 240 указанных единичных элементов линейки преобразователя 30г (30в) (фиг.4).

При нажатии кнопки 11 1Г" или кнопки 12 "В" напряжение Е от источника питания через вывод 9 блока 10 поступает соответственно через диод

35 или 36 на обмотку реле 32, при этом контакты реле 32 замыкаются и на шине +ЕС (внутренней шине питания схемы) появляется напряжение, поступающее соответственно на входы питания элементов схемы. Сигнал-импульс (формируемый кратковременным нажатием кнопки 11 или 12) с обмотки реле 32 подается одновременно на выводы питания триггеров 33 и 34 и на

S-вход триггера 34, устанавливая последний в положение, при котором на его прямом выходе появляется положительный потенциал, который через диод 37 поступает. на ту же обмотку реле 32, -т.е тем самым заблокирует во включенном состояний реле.32 на время указанного состояния триггера 34.

Сигналы с выходных контактов кнопки 11 или. 12 поступают соответственно на S- или R-вход триггера 33, 12

0272

11

161 устанавливая его в опрокинутое состояние при нажатии. кнопки 11 или в исходное состояние при нажатии кнопки .12.. Соответственно в первом случае по первым Входам открываются элементы И 41 и 42, а во втором случае - элементы И 43 и 44. .Сигналом, снимаемым с общей точки соединения диодов 35 и 36 и обмотки реле 32, устанавливается в опрокинутое состояние по S-входу триггер

39 и в исходное положение по R-входу триггер 40. Этот же сигнал через второй вход элемента ИЛИ 38 поступает на шину "Сброс" установки остальных элементов схемы в исходное состоя( ние, а также на запускающнй вход 3 схемы 9 управления преобразователями

30г . (30в) .

Потенциальным сигналом с прямого вькода триггера 40 по,вторым входам открываются элементы И 41 и 43, а потенциальным сигналом с его инверсного выхода по вторым входам закрываются элементы И 42 и 44 ° Таким Образом, по первому и второму входам открыт элемент И 41, что приводит к тому, что питание поступает на осветлитель 22г (прямой отсчет в блоке 5г) В схеме 9 управления формируются тактовые импульсы (вывод 4 ), управ) ляющие сигналы (вывод 5 ) и информаf ционные сигналы (вывод 6 ), а также сигналы управления включенных параллельно преобразователей 30г и 30в

l, (ВхОДы-Вьиоды 1 и ВхОДы-Вьжоды 2 блока 9), С момента подачи разрешающего сигнала на вход ЗУ схемы 9 с ее Выхода 4 1 тактовые импульсы через вывод

6 блока 10 начинают поступать на первый вход элемента И 45, в исходном состоянии закрытого по второму входу потенциальным сигналом с прямого выхода триггера 48. При появлении на выходе 5 схемы 9 управляющего сигнала, соответствующего началу скаеируеиого кадра (иг.4e,а), последний через вывод 7 блока 10 поступает на S-вход триггера 48, опрокидывает его, при этом открывается по второму входу элемент. И 45, в р.езультате чего тактовые импульсы поступают на вход (счетный) счетчика.

46, емкость которого в рассматривае-мом случае установлена равной 360.

По окончании первого цикла сканирования кадра, опр еделяемого заполнением счетчика 46, на выходе последнего появляется сигнал, который поступает на счетный вход делителя 39 и на

S-вход триггера 40, который Опрокидывается, в р езультате чего элементы

И 41 и 43 закрываются по вторым Входам, а элементы И 42 и 44 открываются по вторым входам. Таким образом, открытым по обоим входам оказывается элемент И 42, что приводит к снятию напряжения с осветителя 22г и подаче его на осветитель 19г {диаметрально противоположного отсчета в блоке 5г) .

Одновременно сигнал с выхода счетчика 46 поступает через первый вход элемента ИЛИ 38, вновь при этом элементы схемы устанавливаются в,исходное состояние (кроме счетчиков 59

20 и 60 соответственно грубого и точного отсчетов) и, поступив на вход блока 9, этот сигнал возвращает его в исходное положение и подготавливает к запуску по второму циклу скани25 Рования.

Работа блока 9 управления при втором цикле сканирования не отличается от его работы при первом цикле сканирования. При заполнении счетчика, 30 46 и появлении на его вьжсде импул;— са последний, поступив на счeTHbL вход триг гера 39, Опр Окидыва ет ег О и сиг налом с его инверс ног О блока запускается схема 49 временной задержки на время, установленное для свечения индикаторов цифрового табло 15. ПО истечении времени задержки сигнал с выхода схемы 49 поступает на R-вход триггера 34 и возвращает его в исходное состояние, при котором потенци40 альный сигнал с его прямого выхода

C снимается и обмотка реле 32 через диОд 37 Обесточивается, Контакты реле

32 при этом размыкаются и питание

45 с шины Е снимается, При нажатии кропки 12 "В" (вертикальный отсчет) работа блока аналогична при взятии горизонтального отсчета. Отличие заключается в том, что триггер ЗЗ при нажатии кнопки

12 устанавливается В исходное положение, при котором открываются по первому входу элементы.И 43 и 44 и происходит соответствующая коммутация осветителей 22В и 19í в блоке

5в (вертикального отсчета) .

Декодирование и нф Ормации, за ключенной в кадре, проектируемом на линей.:-:.у преобраз Ова геля 30г (ЗОВ)

1610272

14 осуществляется в два цикла сканирования (фиг.4б). Первый цикл - это сканирование изображения участка лимба бг (6в) с прямым отсчетом 18п, второй цикл - сканирование изображе ния участка лимба 18 с диаметрально противоположным отсчетом 18д.

Каждый цикл начинается с поступления управляющего (запускающего) сигнала, снимаемого с выхода 4 блока 9 (фиг.5) . Управляющий сигнал опрокидывает триггер 48, потенциальным сигналом с прямого выхода которого по второму входу открывается элемент

И 45 и опрокидывается по счетному входу триггер 55, который находится в таком состоянии до момента прихода управляющего сигнала при втором цикле сканирования. Тактовые импульсы с выхода 4" блока 9 через вывод

6 блока 10 управления поступают че/ / рез открытый элемент И 45 на счетчик

46. С инверсного выхода триггера 58 сигналом-потенциалом открываются по 25 вторым входам элементы И 57 и 53.

Таким образом, элемент И 57 подготавливается для прохождения тактовых импульсов, приходящих с выхода элемента И 45 через выводы 13 и 3 бло- 3g ков 10 и 13 соответственно, элемент

И 53 для прохождения информационных сигналов, формируемых штрихами Тц и

Т> (фиг.4б), с выхода 6 блока 9, поступающих через вывод 1 блока 13.

Элемент И 50 закрыт по второму

35 входу до прихода информационного импульса, формируемого штрихом Т биссектора (фиг.4б), потенциалом с инверсного выхода триггера 51 (фиг.5) .

По приходу указанного информационноf го импульса с выхода 5 блока 9 через вывод 8 блока 10 íà S-вход триггера 51 последний опрокидывается и открывает по второму входу элемент

И 50, в результате чего тактовые импульсы поступают на вход счетчика

47 ка. шесть, что позволяет обеспечить дискретность опроса сигналов, содержащих информацию о порядковом номере биссекторов. Дискретность в шесть единичных элементов линейки преобразователя 30г (30в) позволяет избежать возможных ошибочных отсчетов при определении номера биссектора, .так как изображение соответствующих штрихов .на линейке преобразователя 30r (30в) занимает фактически один-два единичных элемента. Частота импульсов на выходе счетчика 47 совпадает с шагом, поступающих информационных штрихов грубого отсчета Г (фиг ° 4а,б), заключенных в биссекторе. С выхода счетчика 47 (фиг .5) импульсы подаются через выводы 12 и 5 блоков 10 и 13 соответственно на вход сдвигового регистра 62. На каждом из его выходов поочередно возникает потенциальный сигнал, открывающий соответствующий ключ электронного коммутатора 61 °

Одновременно по вторым входам укаэанных ключей электронного коммутатора

61 поступают информационные сигналы, формируемые штрихами Г (фиг.4а,б), через элемент И 53 (фиг.5) . В момент совпадения положительного потенциала на соответствующем выходе регистра

62 и каждого из указанных информационных сигналов от штрихов Г на входе соответствующего ключа электронного коммутатора 61) на соответствующем его выходе появляется сигнал, опрокидывающий соответствующий триггер в запоминающей суммирующей схеме 59.

Таким образом, по окончании первого цикла сканирования на триггерах схемы 59 фиксируется код, определяющий в двоичном коде порядковый номер сканируемого биссектора.

Возможна ситуация, когда биссектор, содержащий информацию о номере биссектора, располагается частично за пределами кадра и декодирование информации при этом начинается с части биссектора, т.е. отсчет является ошибочным (фиг.4а, первый биссектор .слева) . Для выявления ошибочного отсчета производится контроль наличия полного биссектора с помощью блока 52 контроля (фиг.5) ° В блок

52 контроля при полном биссекторе поступает сигнал с двенадцатого выхода регистра 62 и информационный сигнал (от второго биссекторного

f / штриха) с выхода 1 блока 13. При отсутствии совпадения этих сигналов в блоке 52 контроля вырабатывается сигнал "Сброс", поступающий на триггеры схемы 59, которая в результате этого подготавливается к приему сигналов полного последующего биссектора (ширика сканируемого кадра выбрана такой, что исключается возможность наличия в кей двух неполных биссекторов) . Если сигналы биссектора поступили на схему 52 полностью, то по

1610272

1 поступлении двенадцатого информационного импульса от сканирования бис. сектора с инверсного выхода блока 52 контроля поступает потенциал, откры

° вающий по третьему. входу элемент

И 57 для прохождения тактовых импульсов на счетчик 60 точного отсчета, в результате чего на счетчике 60 по окончании первого цикла сканирования содержится информация-код, соответствующая количеству импульсов, посТупающих на счетчик 60 от момента прихода контрольного двенадцатого штриха Т> (импульса) до конца кадра при первом цикле сканирования, по окончании которого с выхода счетчика

46 поступает сигнал "Сброс" на счетчик 47 и регистр 62, а также на триггеры 48, 39 и 40. С триггера 40

20 поступают потенциальные сигналы на элементы И 41, 43 и 42, 44, приводящие к соответствующему переключению осветителей 22г и 19r (22в и 19в), т,е, схема подготавливается к второму циклу сканирования.

Второй цикл сканирования начинается с поступления сигнала "Сброс" с выхода элемента ИЛИ 38 на вход 3 блока 9, по поступлении которого с первого входа-выхода блока 9 на преобразователь 30г (30в с второго вхо.да-выхода блока 9) подаются сигналы управления преобразователем 30г (30в) и производится второй цикл ска35 нирования кадра, подобный сканированиюю его при первом цикле, Управляю- . щий импульс с выхода блока 5 через вывод 7 блока 10 поступает на вход триггера 48, который опрокидывается и открывает путь для прохождения тактовых импульсов через элемент И 45 на счетчик 46. Триггер 55 возвращается в исходное положение, при этом опрокидывается триггер 56. Элемент И 57 45, закрывается, а элемент И 58 открывается. Тактовые импульсы через элемент И 45 поступают на счетчик 46 и через открытый элемент И 58 подаются на счетчик 60 точного отсчета, i в котором суммируются с результатами первого цикла сканирования. По приходу.информационного импульса, сформированного штрихом Та, опрокидывается триггер 51 (фиг. 5), открывающий при этом элемент И 50> и тактовые импульсы поступают через счетчик 47 на сдвиговый регистр 62, при этом элемент И 53 закрыт потенциалом с инверсного выхода триггера 55 и сигналы на электронный коммутатор 61 не поступают. Не снимаются при этом и сигналы с выхода электронного коммутатора 61. Сигнал с двенадцатого . выхода регистра 62 подается на блок

52 контроля, в котором осуществляется, как и в первом цикле сканирования, определение полноты содержания биссектора. В блоке 52 осуществляется также сравнение младших разрядов прямого и диаметрально противоположных грубых отсчетов (порядкового номера биссектора) . К вычислению принимается информация биссектора диаметрально противоположного грубого отсчета, младший разряд грубого отсчета. которого равен соответствующему младшему разряду прямого отсчета. Состояние младшего разряда грубого отсчета биссектора при первом цикле сканирования зафиксировано в блоке 53 сравнения, При втором цикле сканирования через элемент И 54, с ткрытый по второму входу потенциалом с инверсного выхода триггера 56, в момент совпадения сигнала с выхода К регистра 62 (соответствующего младшему разряду, кода отсчета) и информа Ънонного сигнала, поступающего с выхода 1 блока 13 на первый вход элемента И 54, поступает сигнал в блок

63. сравнения. При совпадении потенциалов сигналов младших разрядов кода в блок 52 контроля поступает разрешающий сигнал, и при наличии сигнала о приходе двенадцатого контрольного импульса с выхода блока 52 выдается сигнал, закрывающий по третьему входу элемент И 58.

Поступление тактовых импульсов при этом на счетчик 60 точного отсчета н их суммирование с импульсами, поступившими в него при первом цикле сканирования, прекращается. Таким образом, точный отсчет определяется суммой тактовых импульсов, поступивших на сч етчик 60 точного отсч ета за время двух циклов сканирования при первом цикле сканирования от момента прихода контрольного импульса (Т ) до конца сканирования кадра (отрезок А на фиг,4б), при втором цикле сканирования от начала сканирования кадра до поступления контрольного импульса Tg (отрезок В на фиг.4б) .

72

1г

f6

17 16102

Емкость счетчика 60 точного отсчета в рассматриваемом примере равна 400, что соответствует дискретности отсчета 7,5. При переполнении счетчика 60 точного отсчета с его выхода на схему 59 запоминания и суммирования поступает сигнал "+1", который прибавляется к отсчету, хра-. нящемуся в указанном счетчике 60.

Сигналы со счетчика 60 точного отсчета и схемы 59 запоминания и сумi ( мирования через выводы 6 и 2 блока 13 подаются соответственно на входы дешифратора 14, в котором преобразуются в код индикаторов цифрового табло 15, на которое они подаются с выводов дешифратора 14.

В электронном теодолите применены преобразователи угол-код позиционно=- 20

ro типа, т.е. снимаемый отсчет не за"— висит от предыдущих отсчетов и не влияет на последующие, что позволяет включить источник питания только на время взятия отсчетов и их индикации 25 на цифровом табло. Применение кодовых элементов, каждый из которых содержит фактически по одной кодовой штриховой дорожке, позволяет использовать в качестве сканирующего устройства одноканальный линейный преобразователь типа ПЗС (в данной конструкции применен преобразователь

К1200ЦЛ11), Разделение каналов горизонтального и вертикального отсчетов до получения информационных электрических импульсов обеспечивает повышение технологичности изготовления теодолита, что обусловливает простоту в изготовлении и надежность в работе теодолита.

Формула изобретения

Электронный теодолит, содержащий горизонтальный и вертикальный диски с кодовыми дорожками, блоки считывания с горизонтального и вертикального дисков, каждый иэ которых выполнен в виде фотоэлектронного сканирующего узла и оптической системы формирования иэображений диаметрально противоположчых участков диска в плоскости сканирования, счетно-логический блок, дешифратор и цифровое табло, отличающийся тем, что, с целью повышения точности эа счет уменьшения ошибок считывания, каждая кодовая дорожка выполнена в виде равномерно расположенных одинаковых пар штрихов, между которыми размещены их кодовые идентификаторы, а каждый из блоков считывания выполнен с возможностью последовательного оптического сопряжения изображений диаметрально противоположных участков диска с плоскостью сканирования.

1610272 с(бУ) Фис Л

7а -mc еий штрик

7р контрольнь и батрак

Ъ Гав / тю 7а7.9

Та Ь Ь 2д/ 2с Tg

ЛщУий цилл гга араРалия

Второй фаям сл.а мраЮаиия

Та

1610272

Составитель В.Соловьев

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Ципле

Редактор А.Огар

Заказ 3729 Тираж 399 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 .

ft II ,J1