Устройство для измерения углов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК А1245885 С 01 С 1/О ТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТ Н АВТОВСНО ьно-дорожУкраиныГорушкин во СССР 1982. ника и тве,/Под ысшая шкоНИЯ УГЛОВ к измери)ть исполь изированно зобретения из Рл.10 Фиг.2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И(71) Харьковский автомобилный институт им. Комсомол(56) Авторское свидетельсУ 901911, кл. С 01 Р 15/ОНовая геодезическая теее применение в строительред, В.Е.Дементьева. М.:ла,; 1982, с. 95-97.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕР(57) Изобретение относитстельной технике и может бзованЬ в системах автоматго проектирования. Цель и повышение точности измерения углов.При переходе делителя 16 в единичное состояние подключенный к его выходу генератор 19 случайных интервалов формирует импульс, подающийсяна схему управления электротормозом.Формирователем 20 формируется импульс, поступающий на вход делителя21 и на вход элемента 23 ЗАПРЕТ,связанный с выходом делителя 21,Если на выходе делителя 21 устанавливается единичный потенциал, тоэлемент 23 ЗАПРЕТ блокирует прохождение импульсов формирователя 20 навход элемента ИЛИ 18, процесс измерений прекращается, а содержимое счетчиков измерителя 14 переписывается врегистры 15 вычислителя, которыйпроивзодит вычисление угла. 2 ил .Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовяно в геодезии, машиностроении и в системах автоматизированного проектирования.Цель изобретения - повышение точности измерения путем снижения влияния неравномерности угловой скоростиразвертывания светового луча.На фиг.представлено устройстводля измерения углов; на фиг. 2структурная схема измерительногоблока,Устройство содержит источник 1света, двигатель 2, зеркало 3, установленное на ведомой части 4 фрикционной муфты, ведущая часть 5 которой закреплена на валу 6 двигателя,стартовый 7 и стоповый 8 датчики,измерительный блок 9, блок 10 управления и схему 11 управления электромагнитным тормозом 12.Измерительный блок 9 содержиттрехвходовый элемент И 13 с инвертирующим;вторым входом, измеритель14 временных интервалов вычислитель15, первый депитель 16 с коэффициентом деления и, эпементы ИЛИ 17 и 18,генератор 19 случайных временныхинтервалов, формирователь 20, второй делитель 21 с коэффициентомделения тп, элемент 22 задержки, элемент 23 ЗАПРЕТ с запрещающим вторымвходом и блок 24 индикации.При помощи вращающегося зеркала 3световой луч источника 1 света разворачивается с угловой скоростью) в плоскости измеряемого угла ,заданного спорным направлением (направление на стартовый датчик 7) иизмеряемым направлением (направление ня столовый датчик 8), вершинаугла с. при этом совпадает с проекцией оси вращения на эту плоскость.Временной интервал ьмежду стар-.товым и стоповым импульсом (импульсами на выходах стартового и стопового датчиков соответственно) несетинформацию о величине измеряемогоугла о После некоторого числа 1 т замеров временного интервала л Г, и периода развертывания Т, (что позволяет снизить влияние на результат случайных Флуктуаций скорости развертывания и погрешности дискретизации), начальную фазу развертывающей функции=:1 ". (т.) Й 1 изменяют в соот- г йетствии с рядом рявновероятньх зняченийв пределах интервала (-1 т,т ),я затем луч опять разворачивают вплоскости измеряемого угла с той жеугловой скоростью .(Г) и проводяточередную серию из и замеров, Этотцикл повторяется ш раз. В результатев каждой 3-й серии 3 = 1,2,шиз п замеров начальная фаза .1 ряз. О вертывающей функции случайна, чтопозволяет (при усреднении по тп) снизить погрешность преобразования углад в эквивалентный временной интервал и соответственно повысить точность измерения угла ЫУгол о при этом определяется поформуле20( Т )Устройство для измерения угловработает следующим образом.До начала измерений счетчики измерителя 14 временных интерваловобнуляются, триггеры делителей 16и 21 устанавливаются в нулевое состояние (для этого подается команда"Сброс" соответственно на первый, вход измерителя 14, второй вход де.лителя 21 и через элемент ИЛИ 18 - 35на второй вход делителя 16), Приэтом на втором (инвертирующем) входеэлемента И 13, связанном с выходомделителя 16, устанавливается единтлчньтй потенциал. После подачи команды Начало (единичного потенциала) с выхода блока 10 на третийвход элемента И 13 стартовые импульсы датчика 7 через элемент И 13 поступают одновременно на второй вход 45измерителя 14 и на первый вход дели-.теля 16. Стоповые импульсы с выходадатчика 8 подаются на третий входизмерителя 14 через элемент ИЛИ 17,Выполнение соответствующих счетчиков измерителя 14 квантующими импуль 50сами происходит в течение интервалов времени дт., и Т (Ь 1; - временной интервал между ь-м стартовым их-м стоповым импульсами, Т,; - интервал между т.-1-м и т.-м стартовымитмпульсями);После прихода и-го стартового импульса на вход делителя 16 последний.124 с 885 цикацию при помощи блока 24 ингикации. Все элементы. входящие в измерительный блок 9, могут быть реализованы на современной микроэлектронной базе. Для исключения дополнительных погрешностей время задержки Г должно быть выбрано большим временем разгона ведомой части фрикционной муфты до синхронной с валом двигателя скорости, а время задержки с большим времени срабатывания триггеров делителя 21 для избежания эффекта "гонок",Формула изобретения Устройство для измерения углов, содержащее источник света, расположенный соосно с валом двигателя, зеркало, установленное на валу под углом 45 к го оси, стартовый и стоповый датчики, расположенные в плоскости развертки светового луча и подключенные к соответствующим входам измерительного блока, состоящего из последовательно соединенных измерителя временных интервалов и вычислителя, а также блок управления, один выход которого подключен к первому входу измерителя временных интервалов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения влияния неравномерности угловой скорости развертывания светового луча, оно снабжено фрикционной муфтой на ведомой части которой установлено зеркало, а ведущая часть муфты жестко связана с валом двигателя электромагнитным тормозом со схемой управления, в измерительный блок введены элемент И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй делители, гене- ратор случайных временных интервалов, формирователь, элемент ЗАПРЕТ, элемент задержки и блок индикации, при этом выход стартового датчика связан спервым входом элемента И, выход ко,торого одновременно соединен свторым входом измерителя временныхинтервалов и первым входом первогоделителя, выход которого соединен свходом генератора случайных временных интервалов, вторым входом элемента И и первым входом первогоэлемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с выходом стопового датчиустанавливается в единичное состоячние и поступление стартовых импульсов на вход измерителя 14 прекращается (элемент И 3 закрывается по второму входу). Одновременно прекра щается заполнение счетчиков измерителя 14 квантующими импульсами, так как его третий вход через элемент ИЛИ 17 связан с выходом делителя 16. Следовательно, .в одном счетчике измерителя 14 будет содержаться код, пропорциональный ; йС , а в другом - пропорциональный Е Т(:115При переходе делителя 16 в единичное состояние подключенный к его выходу генератор 19 случайных временных интервалов формирует импульс, длительность " которого выбирается.из ряда равновероятных значений в пределах периода развертывания . Этот импульс подается на схему 11 управления электромагнитным тормозом .12, который срабатывает, фиксируя в течение времени . ведомую часть 4 фрикционной муфты с установленным на ней зеркалом 3. Формирователь 20 формирует импульс, задержан, ный на время 1 относительно среза импульса генератора 19, Этот задер 30 жанный импульс подается на первый вход делителя 21 и через элемент 22 задержки на первый вход элемента 23 ЗАПРЕТ с запрещающим вторым входом, связанным с выходом, делителя 21. Ес ли на выходе последнего нулевой потенциал (что соответствует тому, что 1 с ш) импульс формирователя 20, .задержанный элементом 22 задержки на время 1 , через элемент 23 ЗАПРЕТ поступает на первый вход элемента ИЛИ 18. При этом триггеры делителя 16 перебрасываются в нулевое состояние и процесс заполнения счетчиков измерителя 14 тактовыми импульсами в очередной серии из и замеров возобновляется. Если же на вьксоде делителя 21 устанавливается единичный потенциал (что соответствует тому, что 1 = ш) элемент ЗАПРЕТ блокирует прохождение импульсов формирователя 20 на вход элемента ИЛИ 18, процесс измерений прекращается, а содержимое счетчиков измерителя 14 переписывается в регистры вычислителя 15, который производит вычисления угла по формуле (4). Результат вычислений в необходимом виде выводится .на ин1 г 45885 Составитель В.Агапова Техред И,Ходанич Корректор В.Бутяга Редактор А.Козориз Тираж 670 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д.4/5Заказ 3985/31 Производственно-полиграФическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная,4 ка, а выход - с третьим входом измерителя временных интервалов, выходгенератора случайных временных интервалов одновременно соединен с входами схемы управления электромагнитнымтормозом и формирователя, выход которого соединен с первым входом второго делителя и входом элемента задержки, выход последнего соединенс первым входом элемента ЗАПРЕТ,второй вход которого связан с выходом второго делителя, а выход - с первым входом второго элемента ИЛИ, соответствующие выходы блока управления соецинены с вторыми входами второго элемента ИЛИ и второго делителя и третьим входом элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого делителя, выход второго делителя соединен 10 с управляющим входом вычислителя,связанного с блоком индикации, а электромагнитный тормоз связан с ведомой частью фрикционной муфты.