Номер патента: 1610272

Авторы: Прусак, Шульц, Светлов, Брейдо, Шарапов, Филимонова

Есть еще 3 страницы.

Смотреть все страницы или скачать ZIP файл.

Текст

Смотреть

СОЮЗ СОВЕТСКИХсааайаезвкРЕСПУБЛИК г 9 г гг 0272 1)5001 СО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУЯ бг 8 20 7 У 28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела(56) Авторское свидетельство СССР В 802782, кл, С 01 С 1/06, 02.01.79Авторское свидетельство СССР 9 515939, кл, С 01 С 1/04, 09.01.74 (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕОДОЛИТ (57) Из обр ет ение относит ся к г еод ез ческому приборостроению и преднаэна чено 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 иэображений диаметрально противоположных участков диска в плоскости сканирования, счетно-логический блок, дешифратор и цифровое табло, 5 ил,С:1610272 Составитель В.Соловьектор А.Огар Техред Л.Сердюкова орректор О.Цип ного комитета по изобретениям и открытиям035, Москва, Ж, Рвунская наб., д. 4/5 л. Гагарина, 101 1 1Производственно-издательский комбинат Патент , г. Ужго каз 3729 Тираж 399 ПодписноеНИИПИ Государствен при ГКНТ ССИзобретение относится к геодезическому приборостроению и предназначено для использования при угловыхизмер ениях.5Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения влияния ошибок считывания.На фиг, 1 представлена общая схема устройстваф на фиг. 2 - оптическая схема блока считывания, нафиг, 3 схема кодовогодиска, нафиг. 4 - схема расположения штриховпрямого и диаметрально противоположного отсчетов 1, на фиг. 5 - электрическая схема устройства.Устройство содержит колонку,1,низок 2 и триггер 3, в котором жестко на время измерений закрепленавертикальная 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 закреп1ленной на ней зрительной трубой 8,блок 5 в вертикального отсчета,кодовый диск бв которого также установлен; на горизонтальной оси 7, первый блок 9 управления, второй блок10 управления с кнопками 11 и 12"Выбор вида работы" ("Г" - горизонтальный отсчет, "В" - вертикальныйотсчет), счетно-логическйй блок 13,дешифратор 14 и цифровые табло 15,На фиг, 1 не показаны системы вертикальной 4 и горизонтальной 7 осей,механизмь 1 наведения и фиксации, которые не отличаются от известных аналогичных конструкций оптических теодолитов, обозначены лишь ручки 16 и17 наводящих механизмов соответственно систем горизонтального и вертикального отсчетов.Блоки 5 г и 5 в горизонтального ивертикального отсчетов аналогичныпо конструкции и схеме (фиг.2) икаждый иэ них содержит кодовый дискбг или бв соответственно со штриховой дорожкой 18, осветитель 19 с конденсором 20, расположенные противучастка кодового лимба бг (бв) сдиаметрально противоположным отсчетом1,8 д, оптический мост 21, расположенный по другую сторону диска бг (бн)и передающий изображение указанногоучастка лимба бг (бв) с отсчетом 18 дв плоскость изображения 18 д, второйосветитель 22 с конденсором 23, расположенные по одну сторону диска бг(бв) с оптическим мостом 21 и освещающие участок лимба бг (бв) с прямымотсчетом 18 п, оптическую ромб-призму 24 (БС-Ое), расположенную по дру"гую сторону диска бг (бв), причемвходная грань указанной ромб-призмы24 расположена против грани выходнойпризмы 25 оптического моста 21, аее наклонная грань 26, выполненнаясветоделительной, расположена противучастка кодовой дорожки 18, содержащего прямой отсчет 18 п, оборачинающуюсистему 27, проектирующую участоклимба бг (бв) с прямым отсчетом 18 п/и иэображение 18 д диаметрально противоположного отсчета через прямоугольные призмы 28 и 29 (АР) на фото%чувствительнУю, линейку преобразователя 30 г (ЗОв) линейного типа ПЗС,Код оный диск бг (б н), пока за нныйна фигЗа, представляет собой прозрачный диск 31, на который нанесенаконцентрическая штриховая дорожка 18,Часть кодового диска бг (бв) со .штриховой дорожкой 18 показана нафиг, 36, В предлагаемом теодолитена кодовом лимбе бг (бн) нанесенаодна кодовая штриховая дорожка 18,представляющая собой расположенныечерез равные угловые промежутки (например, через 1 ) биссекторные штриохи Т -Т с угловым интервалом 6 межа вду ними, н котором расположены спеременными угловыми дискретными интервалами штрихи Г, содержащие ндвоичном поле информацию о порядко"ном номере биссекторных штрихон Тци ТВ, представляющие собой кодовыеидентификаторы. На фнг, Зб интервалы,между биссекторами обозначены р. Нафиг. Зн показана ценаштрихов Гн двоичном коде - трехзначного значения порядкового номера указанныхштрихов Г. Штрихи с 2 с опредеОляют значения сотен градусов, штрихил2 д 1, 2 д, 2 д, 2 д определяют значения десятков градусов, штрихи 2 е,2 е, 2 е, 2 е определяют значенияединиц градусов,Части кодового диска бг (бн) с соответствующими участками штриховойдорожки 18, содержащими информацию опрямом 18 п и диаметрально противопо-.ложном 18 д (18 д) отсчетах, поочередно проектируются на светочувствительную линейку преобразователя ЗОг5 16и диаметральнопротивоположным 18 дотсчетами, в плоскости сканированияна светочувствительной линейке преобразователя 30 г (30 в).Прямой отсчет Юв (фиг .4 а) содержит информацию о точном и грубом порядковом номере биссекторных штриховТ и Т, отсчетах. Точный прямойотсчет Н я определяется количествомединичных элементов линейки преобразователя 30 г (30 в), укладывающихсямежду штрихом Тб и концом кадра(отрезок А на фиг, 4 а), грубый отсчет Ю- комбинацией дискретныхинтервалов между штрихами Г (фиг.4 а).-Диаметрально противоположный отсчет И(фиг.4 б) используется толькодля опрецеления. точного отсчета Идт,определяемого количеством единичныхэлементов линейки преобразователя30 г (30 в), укладывающихся между началом кадра и штрихом Т 1 (отрезокВ на фиг. 4 б),Декодирование и запоминание градусного (грубого) отсчета - номерабиссекторных штрихов Т 1, Тб, осуществляется только по полному биссектору, вошедшему в сканируемый кадр,и в цикле первого сканирования - определ ения прямого отсч ета,Прямой точный отсчет Ит практически определяется количеством тактовых импульсов, формируемых в блоке 9управления преобразователями 30 г и30 в (фиг.1). Таким образом в указанном блоке 9 при втором цикле скани -рования форИируются импульсы точного диаметрально противоположногоотсчета,Точный отсчет опр еделя ется поформул е 0272 6 5О 5 20 25 в блоке 9 выводы 3 - вход блока 9,Р4 - выход тактовых импульсов, 5выход управляющих сигналов, 6выход информационных сигналов, соединены соответственно с выводами 5 -8блока 10, а вывод 6 блока 9 соединен также с выводом 1 блока 13.Вывод 9 - вход +Е напряженияипитания, поступающего от блока питания (не показан), соединен с первымиконтактами кнопки 11 "Г", кнопки12 "В" и реле 32, второй контакт ко/торого соединен с выводом 10 +Е иСвходными выводами питания элементовэлектронной схемы, кроме выводовпитания триггеров 33 и 34, соединенных между собой и с первым выводомобмотки реле 32, анодами диодов35-37, с Я-входом триггера 34, свторым входом элемента ИЛИ 38, Я-вхот (" пт Ап) иг ф где в - цена деления точного оттсчета,Полный отсчетг Г и вертикального отсчетов (в которыхпоказаны только элементы электронной схемы), блок 9 управления преобразователями 30 г, 30 в (линейньви), блок 10 управления, счетно-логический блок 13, дешифратор 14 и цифровое табло 15.В блоке 5 г входы-выходы 1 преобразователя 30 г поданы на соответстт вующие входы-выходы 1 ф блока 9, по одному из выводов светодиодов 22 г и 19 г соединены соответственно с выводами 2" и 3" блока 5 г, а вторые их выводы, соединенные между собой, через вывод 4 поданы на корпус.прибора, причем выводы 2 и 3 блока 5 г соединены соответственно с выводами 1 и 2 блока 1 О.В блоке 5 в входы-выходы 1 преобразователя 30 в поданы соответственно на входьгвыходы 2 блока 9, по одному из выводов светодиодов 22 в и 19 в поданы соответственно через выводы 2 и 3 на выводы 3 и 4 блоФ ка 10, а вторые их выводы, соединенные между собой, через вывод 4по даны на корпус прибора. Кроме того,. При сканировании даметральнопротивоположного отсчета (второй цикл сканирования) осуществляется сравнение младших разрядов кодов, заключенных в биссекторах диаметрально противоположного отсчета,с ранее запомненным при первом цикле сканирования,На фиг. 5 представлена блок-схема электронного блока теодолита, содержащая блоки 5 г и 5 в горизонтального дом делителя 39 и К-входом триггера40, Второй контакт кнопки 11 соединен с катодом диода 35 и с 8-входомтриггера 33.Второй контакт кнопки 12 соединен с катодом диода 36 и с к-входом триггера 33. Выход триггера 34 соединен с катодом диода 37. Второй вывод обмотки реле 32 подан на корпусприбора. Прямой выход триггера 33соединен с первыми входами элементовО 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, КЗ-вход триггера 40, вход "Сброс" второго делителя 47 на шесть, К-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 Я-вход триггера . 34, Выход второго делителя 47. на шесть подан на вывод 12 блока 10. Выход элемента И 45 подан также на первый вход элемента И 50 и на вывод 13блока 10. Вывод 8 блока 10 подан на Б-вход триггера 51, инверс" ный 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 Б-входом триггера 48.Вывод 1 блока 13 соединен с вторым 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 элемента И 58, а третий его выход подан 15 20 25 30 35 40 45 50 55 на разрешающий вход элемента запоминающей суммирующей схемы 59, вход+ 1 которой соединен с выходом,счетчика 6 0 точного отсчета , счетныйвход которого соединен с выходомэлемента И 58 , Выход элемента И 53подан на управляющий вход электронного коммутатора 61.Вывод 4 блока 13 подан на вход/тРУстановка нуля сдвигового регистра 62 вход которого соединен с выво(дом 5 блока 13, а его выходычерезсоответствующие входы электронного.коммутатора 61 и его соответствующиевыходы поданы на входы запоминающейсуммирующей схемы, Выходы двух меньших разрядов регистра 62 поданысоответственно на первый вход блока52 контроля и третий вход элементаИ 54, Контрольный выход запоминающейсуммирующей схемы 59 подан на второйвход блока 63 сравнения, первыйвход которого соединен с выходом элемента И 54, а выход, соединен с третьим входом блока 52 контроля.Выходы счетчика 60 точного отсч ета и выходы запоминающей суммирующей/схемы 59 через выводы би 7 блока13 поданы на соответствующе группь.входов дешифратора 14, выходы которого соединены с соответствующимивходами цифрового табло 15.Устройство работает следующим образ ом.Теодолит устанавливается в точкестояния, горизонтируется и наводитсяс помощью зрительной трубы 8 (фиг,1)на визирную марку или отвес, распо-.ложенные в точке наблндения.Для взятия отсчета (горизонталь-ного или вертикального) на короткоевремя нажимается. одна из кнопок 11(фиг,1), выведенных на боковую стенку колонки 1 теодолита, Через корот-.кий промежуток времени (0,1-0,2 с)на цифровом табло 15 высвечиваетсясоответствующий отсчет,-ротивоположного отсчетов с кодовыхдисков бг или бв (фиг,2) осуществляется поочередно одним фотоприемником30 г или ЗОв соответственно блоков5 г и 5 а в зависимости от выбранногорежима работы (взятие,"оризонтального или вертикального отсчета). Привзятии прямого отсчета включаетсяосветитель 22 и через конденсатор23 освещается участок 18 п кодовогодиска бг (бв), содержащий информациюо точном отсчете, изображение которого через светоделительную грань 26ромб-призмы 24 передается оборачивающей системой 27 и оптическими призмами 28 и 29 в плоскость светочувствительной линейки преобразователя 30 г(30 в) .10При взятии диаметрально противоположного отсчета питание с осветителя22 снимается и подается на осветитель19, который через оптический конденсатор 20 освещает участок 18 д кодовоге диска бг (6 в), содержащий информацию о диаметрально противоположномотсчете, изображение которого с помоЩью оптического моста 21, содержащего оборачивающую систему с увеличе-. 20нием 1 и две оптические призмы -прямоугольную и с крышей, и ромбпризмы 24 вводится в тот же оптический канал, используемый для передачиизображения участка лимба 18 п с информацией о прямом отсчете,При повороте кодового диска бг(18 д) отсчетами в плоскости линейкипреобразователя 30 г (30 в) перемещаются в противоположных направлениях,На фиг. 4 а, б изображения прямогои диаметрально противоположного участков диска для удобства рассмотренияпроцесса декодирования отсчетов раз 35несены, Фактически указанные изображения проектируются на одну и ту жесветочувствительную линейку преобразователя, что осуществляется пооче 40редной коммутацией питания, подаваемого на осветители 22 г .(22 в) и 19 г(19 в), благодаря чему осуществляетсяраздельное последовательное освещениеуказанных участков писка,Декодирование отсчетов и формирование их в цифровую форму, высвечиваемую на цифровом табло 15 (фиг.1),производится следующим образом.Сканирование кадра в предлагаемомтеодолите осуществляется поочереднымопросом состояния единичных элементов линейки преобразователя 30 г(30 в) в обоих циклах сканированияпри определении прямого и диаметрально противоположного отсчетов (фиг.4), 55В положениях затемнения отдельныхэлементов линейки преобразователя30 г (30 в) изображениями проектируемых на нее штрихов кодовой дорожки 18С выхода преобразователя 30 г (30 в)снимается сигнал, по амплитуде значительно меньший сигналов, снимаемыхпри освещенных элементах. Указанныеинформационные сигналы (меньшей амплитуды) после соответствующего формирования в прямоугольные импульсыв блоке 9 подаются на блок 1 О уп-равления (фиг.1) и далее на счетнологический блок 13. Управление циклами работы преобразователей 30 г и30 в осуществляется блоком 9 управления,Рассмотрим процесс декодированияотсчетов, снимаемых с кодового лимбабг (бв) и спроектированных на линей"ку преобразователя 30 г (30 в) с помощью электронной схемы теодолита приведенной на фиг. 5,Для упрощения рассмотрения работысхемы на фиг. 5 приведен случай,когда кадр-участки диска бг (6 в),содержащие информацию о прямом идиаметрально противоположном отсчетах,проектируются на 360 единичныхэлементов линейки преобразователя30 г (30 в), а отрезки между двумя бис-. -секторами, равными в угловой мере 1опроектируются на 240 указанныхединичных элементов линейки преобразователя 30 г (30 в) (фиг,4),При нажатии кнопки 11 "Г" иликнопки 12 "В" напряжение Е и от источника питания через вывод 9 блока 10поступает соответственно через диод35 или 36 на обмотку реле 32, приэтом контакты реле 32 замыкаются ина шине +ЕС (внутренней шине питаниясхемы) появляется напряжение, поступающее соответственно на входы питания элементов схемы, Сигнал-импульс(формируемый кратковременным нажатием кнопки 11 или 12) с обмоткиреле 32 подается одновременно на выводы питания триггеров 33 и 34 и наЯ-вход триггера 34, устанавливаяпоследний в положение, при которомна его прямом выходе появляется положительный потенциал, который черездиод 37 поступает. на ту же обмоткуреле 32, .т.е тем самым заблокируетво включенном состояний реле 32 навремя указанного состояния триггера 34,Сигналы с выходных контактовкнопки 11 или. 12 поступают соответственно на 8- или Е-вход триггера 33, 11161 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 8-входу триггер 39 и в исходное положение по К-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 назапускающнй вход 3 схемы 9 управления преобразователями 30 г (30 в).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 22 г (прямой отсчет в блоке 5 г)В схеме 9 управления формируются тактовые импульсы (вывод 4 ), управ ляющие сигналы (вывод 5 ) и информационные сигналы (вывод 6 Р) р а также сигналы управления включенных параллельно преобразователей 30 г и 30 вl (Входы-Вьиоды 1 и Входы-Вьжоды 2 блока 9),С момента подачи разрешающего сигнала на вход ЗР схемы 9 с ее Выхода 4 1 тактовые импульсы через вывод 6 Р 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.бб,а), последний через вывод 7 блока 10 поступает на Б-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 рассматриваемом случае установлена равной 360. По окончании первого цикла сканирования кадра, определяемого заполнением0272 12 счетчика 46, на выходе последнегопоявляется сигнал, который поступаетна счетный вход делителя 39 и на58-вход триггера 40, который Опрокидывается, в р езультате ч его эл ементыИ 41 и 43 закрываются по вторым Входам, а элементы И 42 и 44 открываютсяпо вторым входам. Таким образом,открытым по обоим входам оказываетсяэлемент И 42, что приводит к снятиюнапряжения с осветителя 22 г и подачеего на осветитель 19 г (диаметральнопротивоположного отсчета в блоке 5 г),Одновременно сигнал с выхода счетчика 46 поступает через первый входэлемента ИЛИ 38, вновь при этом элементы схемы устанавливаются в,исходное состояние (кроме счетчиков 5920 и 60 соответственно грубого и точного отсчетов) и, поступив на вход блока 9, этот сигнал возвращает его висходное положение и подготавливает к запуску по второму циклу скани 25 РОВанияРабота блока 9 управления при втором цикле сканирования не отличаетсяот его работы при первом цикле сканирования. При заполнении счетчика46 и появлении на его вьжсде импул;. -са последний, поступив на счетньжвход триггера 39, Опрокидывает егои сигналом с его инверсного блока запускается схема 49 временной задержки на время, установленное для свечения индикаторов цифрового табло 15.ПО истечении времени задержки сигналс выхода схемы 49 поступает на К-Входтриггера 34 и возвращает его в исходное состояние, при котором потенци 40альный сигнал с его прямого выходааснимается и обмотка реле 32 через диОд 37 Обесточивается, Контакты реле32 при этом размыкаются и питание45с шины Е снимается,При нажатии кропки 12 "В" (вертикальный отсчет) работа блока аналогична при взятии горизонтального отсчета, Отличие заключается в том,что триггер 33 при нажатии кнопки12 устанавливается В исходное положение, при котором открываются попервому входу элементы И 43 и 44 ипроисходит соответствующая коммутация осветителей 22 В и 19 В в блоке5 в (вертикального отсчета),Декодирование информации, заключенной в кадре, проектируемом налиней.:-:у преобразовагеля 30 г (ЗОВ)росуществляется в два цикла сканирования (фиг.4 б). Первый цикл - это сканирование изображения участка лимба бг (6 в) с прямым отсчетом 18 п, второй цикл - сканирование изображе ния участка лимба 18 с диаметрально противоположным отсчетом 18 д.Каждый цикл начинается с поступления управляющего (запускающего) сигнала, снимаемого с выхода 4 ф 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 ков 10 и 13 соответственно, элемент И 53 для прохождения информационных сигналов, формируемых штрихами Тц и ТВ (фиг.4 б), с выхода 6 блока 9, поступающих через вывод 1 блока 13.Элемент И 50 закрыт по второму35 входу до прихода информационного импульса, формируемого штрихом Т,1 биссектора (фиг.4 б), потенциалом с инверсного выхода триггера 51 (фиг.5). По приходу указанного информационного импульса с выхода 5 блока 9 чер ез вывод 8блока 10 на Я-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 30 г (30 в) позволяет избежать возможных ошибочных отсчетов при определении номера биссектора, так как изображение соответствующих штрихов 55 . на линейке преобразователя 30 г (30 в) занимает фактически один-два единичных элемента, Частота импульсов на 14выходе счетчика 47 совпадает с шагом, поступающих информационных штриховгрубого отсчета Г (фиг4 а,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 61Одновременно по вторым входам укаэанных ключей электронного коммутатора 61 поступают информационные сигналы, формируемые штрихами Г (фиг.4 а,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 частичноза пределами кадра и декодирование информации при этом начинается с части биссектора, т,е. отсчет является ошибочным (фиг.4 а, 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 биссекторного1 /штриха) с выхода 1блока 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 (ширина сканируемого кадра выбрана такой, что исключается возможность наличия в кей двух неполных биссекторов). Если сигналы биссектора поступили на схему 52 полностью, топопоступлении двенадцатого информаци" онного импульса от сканирования биссектора с инверсного выхода блока 52 контроля поступает потенциал, открывающий 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 10содержится информация-код, соответствующая количеству импульсов, поступающих на счетчик 60 от момента прихода контрольного двенадцатого штриха Т (импульса) до конца кадра 15 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 4020 поступают потенциальные сигналы на элементы И 41, 43 и 42, 44, приводящие к соответствующему переключению осветителей 22 г и 19 г (22 в и 19 в), 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 30 г (30 в с второго вхо.да-выхода блока 9) подаются сигналы управления преобразователем 30 г (30 в) ипроизводится второй цикл ска 35 нирования кадра, подобный сканированию 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 насчетчик 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,О в котором суммируются с результатами первого цикла с.канирования. 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 61не поступают. Не снимаются приэтоми сигналы с выхода электронногокоммутатора 61, Сигнал с двенадцатого .выхода регистра 62 подается на блок52 контроля, в котором осуществляется, как и в первом цикле сканирования, определение полноты содержаниябиссектора. В блоке 52 осуществляетсятакже сравнение младших разрядовпрямого и диаметрально противоположных грубых отсчетов (порядковогономера биссектора), К вычислениюпринимается информация биссекторадиаметрально противоположного грубого отсчета, младший разряд грубогоотсчета. которого равен соответствующему младшему разряду прямого отсчета. Состояние младшего разряда грубого отсчета биссектора при первомцикле сканирования зафиксировано вблоке 53 сравнения, При втором циклесканирования через элемент И 54, аткрытый по второму входу потенциаломс инверсного выхода триггера 56, вмомент совпадения сигнала с выхода Крегистра 62 (соответствующего младшему разряду, кода отсчета) и информационного сигнала, поступающего с выхода 1 блока 13 на первый вход элемента И 54, поступает сигнал в блок63. 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,4 б), при второмцикле сканирования от начала сканирования кадра до поступления контрольного импульса Т (отрезок В нафиг.4 б) .18 72 17 16102Емкость счетчика 60 точного отсчега в рассматриваемом примере равна 400, что соответствует дискретности отсчета 7,5. При переполнениисчетчика 60 точного отсчета с еговыхода на схему 59 запоминания исуммирования поступает сигнал "+1",который прибавляется к отсчету, хра-.нящемуся в указанном счетчике 60.Сигналы со счетчика 60 точного отсчета и схемы 59 запоминания и сум(мирования через выводы 6 и 2 . блока 13 подаются соответственно на вхо"ды дешифратора 14, в котором преобразуются в код индикаторов цифровоготабло 15, на которое они подаютсяс выводов дешифратора 14,В электронном теодолите примененыпреобразователи угол-код позиционно=- 20го типа, т.е. снимаемый отсчет не за" висит от предыдущих отсчетов и невлияет на последующие, что позволяетвключить источник питания только навремя взятия отсчетов и их индикации 25на цифровом табло. Применение кодовых элементов, каждый из которых содержит фактически по одной кодовойштриховой дорожке, позволяет использовать в качестве сканирующего устройства одноканальный линейный преобразователь типа ПЗС (в данной конструкции применен преобразовательК 1200 ЦЛ 11), Разделение каналов горизонтального и вертикального отсчетовдо получения информационных электрических импульсов обеспечивает повышение технологичности изготовления теодолита, что обусловливает простоту визготовлении и надежность в работетеодолита. Формула изобретенияЭлектронный 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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.

Заявка

4601387, 29.08.1988

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА

ШУЛЬЦ ВОЛЬДЕМАР ГАРРИЕВИЧ, ШАРАПОВ ЕВГЕНИЙ МИХАЙЛОВИЧ, ПРУСАК ВИКТОР ПАВЛОВИЧ, ФИЛИМОНОВА ГАЛИНА ИВАНОВНА, БРЕЙДО ИРИНА ИЕРЕМЕЕВНА, СВЕТЛОВ ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01C 1/06

Метки: электронный, теодолит

Опубликовано: 30.11.1990

Код ссылки

<a href="http://patents.su/11-1610272-ehlektronnyjj-teodolit.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Электронный теодолит</a>

Похожие патенты