Устройство азимутальной ориентации

1. УСТРОЙСТВО АЗИМУТАЛЬНОЙ ОРИЕНТАЦИИ, содержащее два нереверсивных лопастных винта, первый из которых имеет вертикальную ось вращения, проходящую через точку подвеса прибора, два фотоприемника и осветитель, установленные на корпусе прибора, два световых модулятора, механически связанных с нереверсивными лопастями винтами, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности, второй нереверсивный лопастной винт установлен вертикально и соосно с первым, при этом регистратор выполнен в виде цифрового блока, состоящего из первого и второго измерительных каналов, переключателя, генератора тактовых импульсов, делителя частоты, сумматора, регистра, дешифратора и индикатора, причем входы первого и второго измерительных каналов соединены с первым и вторым фотоприемниками, переключатель имеет два идентичных выхода, соединенных с первыми входами первого и второго измерительных каналов, вторые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов и входом делителя частоты, выход которого соединен с первым входом регистра, выход которого соединен с входом дешифратора, соединенного с индикатором, а второй вход регистра соединен с выходом сумматора, первый и второй входы которого соединены с выходами первого и второго измерительных каналов соответственно.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый измерительный канал состоит из формирователя импульсов, блока привязки, реверсивного счетчика, инвертора кода и регистра, причем вход измерительного канала является входом формирователя импульсов, первый вход которого соединен с первым входом блока привязки, второй выход соединен с первыми входами реверсивного счетчика и инвертора кода, третий выход - с первым входом регистра, выход которого является выходом измерительного канала, а второй вход соединен с выходом инвертора кода, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым выходами реверсивного счетчика соответственно, второй и третий входы реверсивного счетчика соединены с первым и вторым выходами блока привязки соответственно, второй вход измерительного канала соединен с вторым входом блока привязки, а второй вход формирователя импульсов является первым входом измерительного канала, при этом формирователь импульсов состоит из тригегра Шмитта, делителя частоты, шести инверторов, семи элементов И - НЕ, четырехвходового элемента И - НЕ и трех триггеров, вход триггера Шмитта является первым входом формирователя импульсов, выход триггера Шмитта соединен с входом делителя частоты и первым входом первого элемента И - НЕ, первые входы второго, третьего и четвертого элементов И - НЕ соединены с первым, вторым и третьим входами делителя частоты соответственно, вторые входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И - НЕ - с выходами первого, второго, третьего и четвертого инверторов соответственно, входы этих инверторов являются вторым входом формирователя импульсов, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И - НЕ соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами четырехвходового элемента И - НЕ соответственно, выход которого соединен с первым выходом формирователя импульсов, первым входом пятого элемента И - НЕ и входом первого триггера, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И - НЕ, выход которого через первый инвертор соединен с первым входом второго триггера и первым входом шестого элемента И - НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход шестого элемента И - НЕ - с третьим выходом формирователя импульсов, вторым входом второго триггера и через шестой инвертор - с первым входом третьего триггера и первым входом седьмого элемента И - НЕ, второй вход которого соединен с выходом третьего триггера, а выход седьмого элемента И - НЕ - с вторым выходом формирователя импульсов и вторым входом третьего триггера, при этом блок привязки состоит из инвертора, двух триггеров и трех элементов И - НЕ, причем вход инвертора соединен с первым входом блока привязки, а выход - с первым входом первого триггера и входом второго триггера, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И - НЕ соответственно, выходы которых соединены с первым и вторым выходами блока привязки соответственно, вторые входы - с выходом третьего элемента И - НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого триггера, второй вход - с вторым входом первого триггера и вторым входом блока привязки, при этом инвертор кода состоит из инвертора, триггера и трех элементов И - НЕ, причем первый вход инвертора кода соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с вторым входом инвертора кода, а первый и второй выходы соединены с первыми входами первого и второго элементов И - НЕ, второй вход первого элемента И - НЕ соединен с третьим входом инвертора кода и через инвертор - с вторым входом второго элемента И - НЕ, первый и второй входы третьего элемента И - НЕ соединены с выходами первого и второго элементов И - НЕ соответственно, а выход третьего элемента И - НЕ соединен с выходом инвертора кода.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения углов отклонения физических объектов от исходного азимута.
Цель изобретения повышение точности и надежности.
На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 конструкция блока чувствительных элементов нереверсивных лопастных винтов; на фиг.3 структурная схема формирователя импульсов; на фиг.4 временные диаграммы работы формирователя импульсов; на фиг.5 структурная схема блока привязки; на фиг. 6 временные диаграммы блока привязки; на фиг.7 структурная схема инвертора кода.
Устройство азимутальной ориентации состоит (фиг.1) из двух идентичных измерительных каналов I и II (в скобках указаны номера позиций для второго измерительного канала), каждый из которых содержит чувствительный элемент нереверсивный лопастной винт 1(1'), формирователь 2(2') импульсов, блок 3(3') привязки, реверсивный счетчик 4(4'), инвертор 5(5') кода и регистр 6(6'), а также из общих для обоих каналов переключателя 7, генератора 8 тактовых импульсов, делителя 9 частоты, сумматора 10, регистра 11, дешифратора 12 и индикатора 13.
Каждый формирователь 2(2') импульсов (фиг.3) состоит из триггера Шмитта 14(14'), делителя 15(15") частоты, инверторов 16(16'), двухвходовых элементов И-НЕ 17(17'), четырехвходового элемента И-НЕ 18(18'), триггера 19(19'), элемента И-НЕ 20(20'), инвертора 21(21"), триггера 22-23 (22'-23'), элемента И-НЕ 24(24'), инвертора 25(25'), триггера 26-27 (26'-27'), элемента И-НЕ 28(28').
Блок привязки (фиг.5) состоит из инвертора 29(29'), D-триггера 30(30') триггера 31(31'), и элементов И-НЕ 32(32'), 33(33'), 34(34').
Каждый инвертор 5 и 5' кода (фиг.7) состоит из триггера 35(35'), инвертора 36(36') и элементов И-НЕ 37(37"), 38(38'), 39(39').
На корпусе устройства установлены (фиг.2) фотоприемники 40 и 40' первого и второго измерительных каналов, осветитель 41, а на нереверсивных лопастных винтах отражатели 42 и 42'.
Устройство азимутальной ориентации работает следующим образом.
Чувствительный элемент 1(1') под действием набегающего потока вращается в неподвижной азимутальной системе, не связанной с разворотами точки подвеса. Для фиксации момента совмещения чувствительных элементов с диаметральной плоскостью прибора используются два фотоприемника 40(40'), а также отражатели 42(42'), прикрепленные к чувствительным элементам 1(1'). Сигналы фотоприемников поступают в формирователи 2(2'), на триггер 14(14') Шмитта, преобразующий их в импульсы с крутыми фронтами, что необходимо для надежной работы цифровых элементов всего устройства, далее сигналы поступают на делитель 15(15') частоты и логический элемент И-НЕ 17(17'). Выходы делителя 15(15') также подаются на логический элемент И-НЕ 17(17'). С помощью переключателя 7 выбирают один из четырех вентилей, входящих в состав логического элемента И-НЕ 17(17'), подавая на вход инвертора 16(16') потенциал, соответствующий уровню логического нуля. При положении "1" переключателя 7 на выходе логического элемента И-НЕ 18(18') появляются импульсы триггера 14(14') Шмитта. С выхода элемента И-НЕ 18(18') сигналы "Строб" поступают на блок 3(3') привязки и, для последующего формирования сигналов, на вход триггера 19(19'). С помощью логических элементов И-НЕ 20(20'), 24(24'), триггера 22-23(22'-23') и инвертора 21(21') формируется сигнал "Запись", соответствующий фронту сигнала "Строб", а с помощью инвертора 25(25'), триггера 26-27 (26'-27') и элемента И-НЕ 28(28') формируется сигнал "Сброс", соответствующий срезу сигнала "Строб". Сигнал "Запись" поступает на регистр 6(6') и приводит к записи кода, поступающего на информационные входы регистра 6(6'). Сигнал "Сброс" поступает на реверсивный счетчик 4(4') и инвертор 5(5') кода и служит для установки реверсивного счетчика 4(4') и инвертора 5(5') кода в исходное состояние. Сигнал "Строб" поступает на блок 3(3') привязки, на второй вход которого подаются импульсы генератора 8 тактовых импульсов. На выходе блока 3(3') привязки формируются пачки импульсов генератора 8 тактовых импульсов, длительность этих пачек равна интервалам времени между импульсами на выходе элемента И-НЕ 18(18'). С выхода блока привязки эти пачки импульсов поступают поочередно на выходы сложения и вычитания реверсивного счетчика 4(4'), который затем устанавливается в нулевое состояние сигналом "Сброс" формирователя импульсов 2(2'), который формируется из каждого второго импульса с выхода элемента И-НЕ 18(18'). После обнуления реверсивного счетчика 4(4') в нем снова подсчитывается первая пачка импульсов, пришедшая после сигнала "Сброс", в режиме сложения, а вторая пачка в режиме вычитания.
В результате к приходу следующего сигнала "Сброс" реверсивный счетчик 4(4') содержит код разности пачек импульсов.
Работа второго измерительного канала идентична работе первого за единственным исключением его чувствительный элемент 1' вращается в направлении, противоположном направлению вращения чувствительного элемента 1.
При неподвижном подвесе чувствительного элемента обе пачки импульсов равны по длительности, следовательно, в реверсивном счетчике 4(4') после цикла "сложение вычитание" двух пачек импульсов записывается код нуля. При развороте подвеса чувствительного элемента 1(1') пачки импульсов отличаются в зависимости от направления разворота либо первая по длительности больше, либо наоборот.
После цикла измерения в реверсивном счетчике 4(4') образуется код, соответствующий углу разворота подвеса чувствительного элемента 1(1'). Полученный код поступает на инвертор 5(5') кода, на него же поступают сигналы "Перенос" счетчика 4(4') и "Сброс" формирователя 2(2'). В зависимости от наличия или отсутствия сигнала "Перенос" счетчика 4(4') инвертор 5(5') кода либо инвертирует либо не инвертирует код счетчика 4(4'). После этого код поступает на регистр 6(6') и с помощью сигнала "Запись", поступающего с формирователя 2(2'), записывается в него.
Таким образом, в регистры 6 и (6') записываются коды, одинаковые по величине, но противоположные по знаку. В сумматоре 10 код второго измерительного канала вычитается из кода первого. Следовательно, в регистр 11 индикации с сумматора 10 поступает удвоенное значение угла поворота подвеса (корпуса). Делитель 9 частоты обеспечивает необходимую частоту смены информации на индикаторе 13.
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения углов отклонения объекта от исходного азимута, например для ориентации подвижных объектов (измерителей направления и скорости потоков, самолетов, судов и т. п.). Цель изобретения - повышение точности и надежности. Устройство содержит два нереверсивных лопастных винта с вертикальными осями вращения, проходящими через точку подвеса прибора, направления их вращения противоположны, два фотоприемника и осветитель, установленные на корпусе прибора, и два кинематически связанных с нереверсивными лопастными винтами световых модулятора и регистратор, причем в него введено устройство обработки сигналов, включающее формирователи импульсов, первые входы которых связаны с фотоприемниками и устройствами привязки импульсных сигналов, вторые - с реверсивными счетчиками и инверторами кода, а третьи - с регистрами, переключатель, связанный с формирователями импульсов, генератор тактовых импульсов, связанный с устройствами привязки импульсных сигналов и последовательно соединенный с выходами регистров, сумматор, связанный с регистром индикации, дешифратором и регистратором, выполненным, например, в виде индикатора. 1 з. п. ф-лы, 7 ил.