Импульсное углоизмерительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

@птетттно-те

<»>769325

Й б А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.11.78 (21) 2684539/18-10 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (51) Ч К н з G 01 С 1/00

Государственный комитет по делам изобретений (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень ¹ 37 (53) УДК 528.52 (088.8) и открытии (45) Дата опубликованИя описания 14.10.80 (72) Автор изобретевия

Ю. В. Колодеж (71) Заявитель Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (54) ИМПУЛЬСНОЕ УГЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЯЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области технической физики, в частности к области угловых измерений, и может быть использовано в приборостроениями, машиностроении, геодезии, астрономии, навигации и т. д.

Известны устройства, использующие .для измерения угла последовательность импульсов, определяющие угол через время (хро нометрические системы) или частоту.

Известно устройство, содержащее вращающуюся рабочую меру, несущую контакт и три контакта, связанные с основанием.

Два из них находятся диаметрально противоположно и создают линию нулевого направленная, относительно которой измеряется угол. Другое направление создает третий контакт, закрепленный подвижно на оси вращающейся части, но не связан с ней.

Пр и вращении рабочей меры ее контакт при совпадении с одним из контактов нулевого направления, открывает схему, и импульсы кварцевого генератора поступают на счетчик импульсов. При дальнейшем перемеще нии рабочей меры ее контакт совпадает с контактом, создающим измеряемое направление, и схема закрывается. Второй контакт нулевого направления необходим для повышения точности измерения. Для этой же цели используется синхронный мотор, управляемый тем же кварцевым генератором (1).

Известно также устройство, содержащее синхронный мотор, на валу которого нахо дится диск с щелью. 3а диском находятся два осветителя, а над диском соответственно два фотоприемника. Один осветитель с фотоприемником неподвижен и создает нулевое направление, другой подвижен и свяl0 зан с измеряемым направлением. Сигнал с фотоприемников, получаемый при вращении диска со щелью, усиливается, поступает на электронные часы, вырабатывающие команду для счетчика «Начало счета», «Конец

15 счета». На счетчик импульсов поступают импульсы от кварцевого генератора. Сигнал со сетчика поступает на преобразователь и затем на перфоратор 12).

Недостатком этих устройств является за висимость погрешности измерения от величины измеряемого угла, (она тем больше, чем больше измеряемый угол) . Кроме того, наличие синхронного мотора требует специального питания, что неудобно для по25 левых условий Для лучшей работы устройства требуются высокие скорости вращения рабочей меры. Это накладывает ограниче ние на ее массу. Хотя известно, что наиболее точные рабочие меры являются оппичесЗО кими (стеклянными).

769325

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в него дополнительно введены лампа подсветки, оптически связанная с фотприемником, на рабочей мере нанесены тактовая дорожка с равными прозрачными и непрозрачными интервалами и два выделенных диаметрально противоположных штриха, оптически связанные с фотоприемниками, 10 подключенными к соответствующим входам регистратора, при этом первый и второй фотоприемники подключены через соответствующие усилители-формирователями и дифференцирующие цепочки к триггеру, выход которого подключен к одному из входов схемы совпадения,,а третий фотоп р иемник через усилитель, умножитель частоты, формирователь и делитель импульсов по длительности подключен к другому входу схе- 20 мы совпадения, выход которой подключен к счетчику.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг.. 2 — функциональная схема делителя прямоугольного электрического импульса по длительности (два каскада!.

Импульсное углоизмерительное устройство включает лимб (рабочей меры),1, на который нанесены диаметрально противо положные штрих и 2 и тактовая дорожка 8.

Лимб находится на оси и через редуктор (передаточное отношение 1: 20) связан с двигателем постоянного тока. Угловая скорость вращения лимба /, оборота в сек.

Частота, снимаемая с тактовой дорожки, составляет 625 Гц. Лампа 4, щель 5 и фотоприемник б образуют. канал съема информации с нулевого направления. Лампа 7, оптический мостик 8, щель 9 и фотоприем ник 10 образуют канал съема информа- 4О ции по измеряемому направлению Лампа

7, оптический мости к 8, щель 9 и фотоприемник 10 жестко связаны с визирным устройством (на фиг. 1 не показан) и могут с ним вращаться вокруг оси вра щен ия 4 лимба. Лампа ll, щель 12, фотодиод 18 образуют канал съема информации тактовых импульсов. Измерительный.:канал состоит из .двух усилителей-формирователей 14 и 15, дифференцирующих цепочек 50

lб и 17, триггера 18 с раздельным запуском. Канал тактовых импульсов состоит из усилителя:19, умножителя частоты 20 (на

2 ), формирователя 21, делителей импульсов по длительности 22. Схема совпадения

28 и счетчик электрических импульсов 24 образуют выходной каскад.

Устройство работает следующим образом.

При вращении рабочей меры с угловой @ скоростью со-с фотоприемника 18 поступает сигнал, по форме близкий,к синусоидальному. После усиления усилителем пере менного тока сигнал поступает на удвоитель частоты с лампой накаливания, которая загорается как на положительный, так и на отрицательный максимум поступающего сигнала, удваивая тем самым частоту. Удвоенная частота снимается с фотодиода.

Затем эта частота умножается цепочкой удвоителей на 24, доводится до 20 кХ ц, формируется в прямоугольные импульсы формирователем 21 и поступает (фиг. 2) на глин 25 и на дифференцирующую цепочку

2б, положительный импульс с которой поступает на сумматор 27. Сигнал с глина 25 подается на электронный преобразователь

28, формирующий сигнал треугольной формы, с выхода которого поступает на пиковый детектор 29 и на один из входов схемы сравнения 80 и 81. На другой вход поступает сигнал с потенциального делителя 82, на который подается аигнал с детектора 29.

При равенстве потенциалов схема сравнения выдает импульс, поступающий через дифференцирующую цепь 88 и 84 на сум матор 27. Таким образом с сумматора 27 выйдет последовательность импульсов, в которой на один входной импульс и на один промежуток между импульсами приходится десять выходных (равно числу ступеней делителя). Эта последовательность поступает на схему совпадения 28, где задерживается до прихода команды с триггера «Начало отсчета». Эта команда

;поступает с фотоприемника б при совпадении прозрачного штриха 2 с щелью 5. Сигнал с фотоприемника б усиливается и дифференцируется, поступает на триггер 18, который открывает схему совпадения 28, и на счетч ик проходит последовательность импульсов. Закрывается схема совпадения аналогичным сигналом с триггера 18, который перебрасывается сигналом с фотопри емником 10, прошедшим аналогичную обработку. Количество импульсов на счетчике пропорционально измеряемому углу.

Так как частота 200 кГц получается за / оборота рабочей меры, то вся окружность составит 200 . 8= 1 600 000 импульсов, а в одной окружности 1 296000 угловых секунд

Импульсное углоизмерительное устройство имеет высокую точность измерения при сравнительной простоте устройства, высокую помехозащищенность, так как количество IIITpHxgB на лимбе не на пределе технологических возможностей. Можно производить измерения перемещающихся объектов с высокой скоростью (до 45 гра дусов в 1 с.).

Формула изобретения

Импульсное углоизмерительное устройство, содержащее рабочую меру, выполненную с возможностью вращения, двигатель,,две лампы подсветки, оптически связанные каждая со своим фотоприемником, и реги769325

Д г 2

Составитель В. Чехут

Техред М. Пенчко

Редактор О. Филиппова

Корректор И. Осиповская

Заказ 1232/1257 Изд. № 473 Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» стратор, содержащий два усилителя сигналов, счетчик электрических импульсов, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополни тельно введены лампа подсветки, оптическ и связанная с фотоприемником, на рабочей мере нанесены тактовая дорожка с равными прозрачным и и непрозрачными интервалами и два выделенных диаметрально противоположных штриха, оптически связанные с фотоприемниками, подключенными к соответствующим входам регистратора, при этом первый и второй фото приемники подключены через соответствующие усилители-формирователи,и дифференци рующие цепочки к триггеру, выход которого подключен к одному из входов схемы совпадения, а третий фцтоприемник через усилитель, умножитель частоты, формирователь и делитель импульсов по длительности подключен к другому входу схемы совпадения, выход которой подключен к счетчику.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Геодезия и аэрофотосъемка, Изв

ВУЗов, ¹ 1, 1975, с. 1 58.

2. «Geodeticky à Kartograficky obzor», 15 № 8, 1970, с 199 (прототип).