Устройство для точного отсчета углоизмерительных приборов

Устройство для точного отсчета углоизмерительных приборов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ изоь етения

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()964440 (В! ) Дополнительное к авт. свид-ву и 779803 (22) ЗаЯнлено 27. 05. 80 (21) 2931147/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет ($1) М. Кл.

G 01 С 1/00

G 01 С 1/06

3Ьеудерстеенай кемнтет

СССР ао денем нзабретеннй н еткрытнй (53) УДК528.521 (088,8) Опубликовано07.10.82. Бюллетень №37

Дата опубликования описания 07 ° 10.82

В. А. Синицын, 6. Н, Водеников, А, И.

С. Л. Розентулер и С. В . Стволков (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Трудового Красного исследовательский институт горной reo и маркшейдерского дела (71) Заявитель (4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОЧНОГО ОТСЧЕТА УГЛОИЗИЕРИТЕЛЬНЫХ

ПРИБОРОВ

Изобретение относится к геодезическим маркшейдерским углоизмерительным приборам, например, теодолитам, и касается устройств точного отсче.та по лимбам углоизмерительных приборов.

По основному авт.св. k" 779803 известно устройство для точноно отсчета растрового типа, содержащее измерительную растровую шкалу, раст" ровый иониус, два фотоэлектрических считывающих элемента и оборудованное сканирующим узлом с двумя индикатор" ными растрами и отсчетным блоком. В отсчетный блок входят два формирователя импульсов, схема совпадения и счетчик импульсов с цифровым индикатором. Выход первого считывающего элемента, расположенного над нониусом, через первый формирователь соединен 20 с первым входом схемы совпадения и со счетным входом счетчика, а выход второго считывающего элемента, расположенного над шкалой, через второй

2 формирователь соединен с вторым вхо" дом схемы совпадения, выход которой соединен с управляющей схемой. Усттройство способно обеспечить требуемую точность только для поддержании стабильной скорости сканирующего узла.

При движении сканирующего узла с фотоэлектрических считывающих элементов в счетный блок поступают два периодических сигнала, при совпадении фаз которых фиксируется момент точного отсчета угла. Для фиксации момента равенства фаз цифровым способом из получаемых фотоэлектрическим путем сигналов формируются корот-. кие импульсы, поступающие на два входа схемы совпадения. В процессе ска" нирования при приближении к зоне равенства фаз (к зоне истинного отсчета угла) сравниваемые импульсы мак симально сближаются. Однако, так как сравниваются нулевые переходы кривых фототоков, совпадения импуль.

964

3 сов может не быт.ь за счет их небольшой длителbHocTN и дискретности сбли жения, поэтому на выходе схемы совпадения будет отсутствовать сигнал для остановки счетчика, регистрирующего значение угла. Для того, чтобы система произвела отсчет угла необходимо увеличить длительность импульсов. Но и в Ътом случае при изменении скорости сканирования несовпадения импульсов могут снова возникнуть. Если длительность импульсов сделать заведомо больыой, то при быстром. сканировании в зоне истинного отсчета будет наблюдаться j уже несколько совпадений, причем первое совпадение, дающее сигнал на остановку счетчика, наступает раньше основного совпадения, что приводит к больыой погрешности в измерениях(1 j.

Введение стабильных электрических движителей сканирующего угла значительно усложняет-его построение.

Цель изобретения — повышение точности измерений без усложнения сканируюшего узла.

Поставленная цель достигается тем, что оба формирователя импульсов подключены к схеме совпадения, выход которой соединен с управляющим входом счетчика, через дополнительный двухразрядный реверс лвныйл счетчик.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — блок-схема электронной части устройства; на фиг.3эпюры, поясняющие работу схемы.

При наведении визирной трубы по лимбу 1 с помощью узла 2 с индикатором 3 определяется грубый отсчет, соответствующий целому числу шагов угломерного растра от какого-либо произвольного положения, принимае- мого за нулевое. После окончания наводки поступает сигнал начала точного отсчета. Сканирующий узел 4 повора чивается вокруг оси лимба 1 в пределах всей длины.нониусной шкалы 5 от исходного положения, фиксированного относительно узла 2. Перемещение индикаторных растров 6 и 7 относительно соответствующих отсчетных растров лимба 1 и шкалы 5 вызывает изменение интенсивности проходящего све та и создает в фотодиодах 8 и 9 фототок, периодически .изменяющийся по амплитуде.

Подвод света к растровым сопряжениям 1-7 и 5-6 от светодиода 10 про

440 Д изводится с помощью световода 11. В связи с разной величиной шага растра лимба 1 и шага растра нониусной шкаиы 5 периоды фототока также различны а кривые фототоков имеют переменный сдвиг по фазе. При отсчете, например сотых долей шага 99 периодам шкалы лимба 1 соответствуют 100 периодов растра нониусной шкалы 5, а длина

16 нониусной ыкалы 5 должна содержать не менее 101 периода. Поэтому при сканировании по всей длине нониуса всег" да найдется момент времени, при котором фазы фототоков на выходе считы1s вающих фотодиодов 8 и 9 совпадут.

Формирователи 12 и 13, подключенные через усилители 14 и 15 и триггеры

16 и 17,вырабатывают в моменты перехода через нуль в зоне равенства фаз щ короткие импульсы U< и 0 (фиг..3), соответствующие каждому периоду фототоков. Начальный импульс с формирователя 13, соответствующий сигналу с лимба 1, поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 18, в котором записывается один, отсчет.

Следующий за ним импульс с формирователя 13, соответствующий сигналу со шкалы 5,поступает на вычита.зщий вход реверсивного счетчика 18 и возвращает его в нулевое состояние. С инверсного выхода второго разряда реверсивного счетчика, состояние которого не изменилось, на схему, 19 совпадения поступает сигнал (логическая единица), разрешающий подачу на регистрирующий счетчик 20 счет ных импульсов с формирователя 12.

Переключение первого разряда реверсивного счетчика 18, -не изменяюю щее состояние его второго разряда, происходит до тех пор, пока на суммирующий вход не поступает импульс и-1. В этом положении, соответствующем зоне истинного отсчета угла, 4 на вычитающий вход последовательно поступают два импульса. и-1 и и. Импульс и переносит счет с первого разряда реверсивного счетчика 18 на его второй разряд, и на инверсном

50 выходе второго разряда выделяется сигнал (логический нуль), запирающий схему 19 совпадения и прекращающий подачу импульсов на счетчик 20, Число импульсов, поступившее на регистрирующий счетчик 20 с начала движения сканирующего узла 4, равно порядковому номеру штриха шкалы 5, совпадающего со штрихо)л шкалы лимба

5 96

1, и при соответствующей юстировке дополняет грубый отсчет, например, сотыми долями единиц грубого отсчета, в форме точного отсчета, снимаемого с индикатора 21.

Преимуществом устройства является небольшая погрешность измерений, равная разрешающей способности нониуса (в приведенном случае одной сотой доле единицы грубого отсчета), и независимость результатов измерений от скорости движения сканирующего узла.

Формула изобретения

Устройство для точного отсчета углоизмерительных приборов f1o авт, 4440 4 св, >I 779803, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности без усложнения сканирующего узла, оба формирователя импульсов подключены к схеме совпадения, выход которой, соединен с управляющим входом счетчика, через дополнительный двухразрядный реверсивный счетчик.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 779803, кл. 6 01 С 1/00, 1978, 96444о

Составитель 9, Ферштман

Редактор Т. Лопатина Техред M.Коштура Корректор М. Демчик

I Ъ

Заказ 7611/19 Тираж 614 Подписное

BHl1Hf1l1 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

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