Устройство для измерения углов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 80) 1 02 РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИ И ЕТЕПЬСТВ Бюл. 11 5кий автомобильно-дорожим, (омсомола Украиньсеев, А.В.Горушкин(57) Изобретениезичес.кому приборобыть использованолов между удаленнкогда на эти объе 151 ИЗМЕРЕНИЯ относится к строению и м для измерен ыми объектам ты вначале е, а затем УГЛОВ еодео рои водится визировав ние углов, и позвс мере яет сить точ(21) 3708004/24-10(56) Захаров А.И. Новьоптические дальномеры,1978.Новая геодезическаяее применение в строитред. В,Е.Дементьева, Мшкола, 1982, с. 96. ность измерений за счет ус.траненияпогрешности стыковки виз;рного устройства с измерителем угла. Ьлок 8содержит блок 9 управления, формирователь 10, генератор 11 импульсов,генератор 12 тактовых импульсов,элементы И 13 - 16, элементы ИЛИ 17и 18, триггеры 19 и 20, счетчик 21,регистры 22 и 23, вычислительныйблок 4, блок 25 индикации, делитель26, элемент НЕ 27, элемент ЗА 11 РЕТ 28Устройство содержит основание 1,двигатель 2, на валу которого подуглом к оси закреплено плоское зеркало 3, фотоприемцик 4, зрительнуютрубу 5, ось вращения которой перпендикулярна к плоскости измеряемогугла , и совпадает с осью вала двигателя и фотоприемника, источник 6света, жестко связанный со зрительной трубой при помощи кронштейна 7,Временные диаграммы иллюстрируют работу некоторых элементов измерительного блока 8, 3 ил,1 1Изобретение относится к геодези= ческому приборостроению и может быть использовано в других обла.тях техники, где необходимо измерение углов между удаленными объектами, когда на эти объекты вначале производится визирование, а затем измерение углов.Целью изобретения является донышение точности измерения за счет устранения погрешности стыксвки визирного устройства с измерителе:4 угла. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 и 3 - временнье диаграммы работы эгементов измерительного блока.Устройство (фиг, 1) содержит неподвижное основацие 1, двигатель 2, на валу которого Од углом к оси здкрегытено плоское зеркало 3, фотоприемник 4, зрительную грубу 5, Ось вращения которой перпендикулярна к плоскости измеряемого глаи совпадает с осью вала двигд. еляи фотоприемника, источник 6 света,жестко связанный со зрительнойтрубой с помогью кронштейна 7, иизмерительный блок 8,Блок 8 содержит блок 9 управления, формирователь 10, гечератор 11импульсов, генератор 1 тактовых импульсов, элемецть И 13 - 16, эле -менты ИЛИ 17 к 18, триггеры 19 и 20счетчик 21, регкстры 22 и 23, вычислительный блок 24, блок 25 инд 1 кации, делитель 26, элемент НЕ 27и элемент ЗАПРЕТ 28Устройств работает следующимобразом,Включают двигатель 2, цри этомна выходе фотоприемникаформцуются импульсы, период следованияТ которых огрегеляется частотэисвращения вала, СовмеКают визирнуюось зрите;ьной трубы 5 с огорцымнаправлением и включают блек 9 уг; -рдвленкя. При этом командными. Импульсамк блока 9 прк посредствеэлементов ИПИ 17 и 18 тригеТы 19илк 20 устанавливаются в ну:Овсесостояние, содержимое счетчика 21сбрдсыгздеся, триггеры делителя 26устанав цвдются в цуцевое состояцие нд гретий вход второго элемента И 33 г Оетсч еГигИчц 1,й тотец-.цид:1, ц, гор вхо;1, .леецэ 1 И 1;10 )55и на второй (запрещающий) вкод элемецгд ЗАПРЕТ подается нулевой потен -циал. Генератор 11 формирует импульсы с гериодом следования Т, равнымсреднему значению периода вращениявала, т.е. среднему зцаченкю периода 1 Г следования стоповых импульсовс зь:хода формирователя 10, формируемых из выходньх импульсов фотопри 1 О ем 1 Ика й, Так как по второму итретьему входам элемент И 13 открыт(цд выходе элемента ПЕ 27 - единичный гОтенциал), то появление цаего и.рвом входе кмпульса генерато 15 ра 11 влечет форГирование на выходеэлемента И 13 стартового иыпуьса,псдапдемсГО на 8-входы т 1 иГГерсв19 и 20 и установку их в единичноесостс 5 нке, Каждый стартовый импульсг вызывает начало формирования разрешающего строб-импульса на выходетриггера 19 и подтверждает единичноесостояние триггера 20,Разрешающий с троб-кмпульс подается ца первыи вход элемента И 14. Длительность этого строб-импульса определяется кнтервалом времени гСмежцу стоповым импульсом, подаваемымца 1-вход триггера 19 через элементИ 21 И 17, и стартовым импульсом. Прицалклчки на первом входе элементаИ 14 разрешающего строб-импульса тактовье импульсы Генератора 12 здпохцяют счетчик 21 Кроме того так г3кдк триггер 20 находится в единичномОстоянии и, следователт,цо, на втором входе элемента И 15 - едичичный(разрешающий) пстенциал, стоповыеимпульсы через элемент И 15 поступаю ьд пе 1 ьык ьхсд дсАи Геля 26 . ксэффициецт деления Е которогс задан.При:заступлении на вход делителяУ-го столового импульса нд выходеног негне 1 с сОсрмиРуетс 5 Ггснсжитсльнь 1 йгеспад из 0 в 1. Прц этом на выходе элемента ИЕ 27 устанавливается:"угевой потенциал, подаваемый назсрой вход элемента и 13, тем самымпрекращается формированке разрешаю- О ших строб-ьггУльсов и вхол, счетчика Отключается от выхода генератора1, 0 днсвременгг с выхода элементаЗЛП).ЕТ 28 ца управляющий вход регистра 22 подается команда "ПереГ 11г,оОр,иОдержимоека записывается в этот регистр,трит гер 20 посредством элементаИ,ПИ 18 устанавливается в нулевоесостояние и блокирует прохождение стоповых импульсов на вход делителя, Кроме того, появление на выходе делителя единичного потенциала вызывает формирование в блоке 9 управления сигнала Конец что свидетельствует аб окончании измерений при данной (начальной) установке зрительной трубы при совмещении ее визирной оси с опорным направлением,На втором этапе работы производится определение угла сб между опорным направлением и некоторым удаленным объектом. Для этого поворачивают зрительную трубу, совмещая ее визирную ась с этим объектом, После этот о с выхода блока 9 подаются командные импульсы, устанавливающие триггеры 19 и 20, а также триггеры делителя 26 в нулевое состояние и сбрасывающие содержимое счетчика 21, Кроме того, на второй вход элемента И 1 б и на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 28 подается единичный потенциал, чта обеспечивает по окончании измерений запись содержимого счетчика в регистр 23, При этом работа остальных элементов блока 8 происходит аналогично описанному этапу начальной установки,Таким образом, па окончании второго этапа в регистре 22 хранится код К, соответствующий ,Е и , ав регистр 23 - код К , соответствующийи , где- период следования тактовых импульсов, и число тактовых импульсов, зарегистрированных счетчиком при д-м замере временного интервала ьг. между д-ми стартовыми и стоповыми импульсами при начальной установке, и, число тактовых импульсов, зарегистрированных счетчиком при -м замере временного интервала ьГ, между -ми стартовым и стоповым импульсами после совмещения визирной оси зрительной трубы с направлением мОбработка информации, содержащейся в регистрах, производится в вычислительном блоке 24 по окончании второго этапа работы. Для этого с выхода блока 9 на управляющие входы вычислительного блока подаются команды Вычисление" и Правый" илий"Левый" в зависимости от направления разворота зрительной трубы относительно опорного направления.При первом развороте угла ж вычисляется по формуле К), если К - К0 ипп К =- 0 (1)К - К(К - К), если К - К ( 0ипи К = 0- К 12 й 1 - ,если К -К 0ипи К = 0 (2)11 опученнае значение угла М выводится на индикацию посредствам блока 25 индикации.20 Дпя измерения некоторого другогоугла к . достаточно повторить второйэтап,Все введенные в измерительныйбпак элементы могут быть реапизава ны на интегральных микросхемах. Вкачестве вычиспитепьнога блока может быть использован программируемый микропроцессор. Генератор 11может представлять собой либо независимый генератор, либо делительчастоты, подключенный к выходу генератора 12 тактовых импульсов, выходкоторого одновременно может бытьиспользован и цпя формирования напряжения питающего например синхронный микроцвигатепь 2. Кроме того, н качестве генератора можетбыть использован формирователь импульсов, подключенный к источнику 40напряжения, питающему двигатель 2,Временные диаграммы (фиг, 2 и 3)иллюстрируют работу некоторых элементов измерительного блока 8 соответственна на этапе начальной установки и на втором этапе, когдавизирная ось зрительной трубы совмещена с направлением м . При этомвременные диаграммы, приведенныена фиг. 3, могут быть отнесены кслучаям как правого, так и левогоразворотов. Неоднозначность устраняется при формировании командыЛевый или "Правый". На диаграммахобозначены: а - команда установкив нулевое состояние триггеров 19и 20 и триггеров делителя, а такжекоманда сброса счетчика, 1 - сигнална третьем входе элемента И 13;10055 сое зерк (.вязац с чески . в емником,т З В зц Е 1 т элемента мент ЦЕ триг)ер, , Д ЗЬ т Т 1 нд Выходе дР:тителя,5 12сигнал на выходе элемента Р 1 Е;3 - импульсы генератора 11;- столовые импульсы е - разрепаютие строб-импульсы триггера 19; и - такгонце импульсы;"- сигнал на выходе григгера 20, О - пакеты тактовых им- ПУЛЬСОВ. ПОСТУПДЮПИХ Нс 1 ВХОД СЧтт чика, . - стоповые импульсы, поступающие нд вход делителя, ) - сигнал. Гдс как три начальной установке ДО подячи команды уТапнОВки дслите"ля в нугевое состояце его состояние цеог;)е)есеьцо условно принято.,тТО ЦД ЕГО ВЫХО)1 Р ПОСЛЕ ВКЛЮЧЕНИЯбг,ОКЯ Б - Рт.ИНИЧНЬПТ ПОТЕНцидЛс 1)иг, 2),формула изобретения к Рго оси закреплецо введенное )ЛО:. -ало, источник светя ж(.сг(о зрительной трубой и О)1;- язан с зеркалом и фо.Оцрид в измерительный блок ГЕНЕРатОР ИМПУ)1 ЬСОВ., ТРИ Ив элемтнтаИ .) элемент ЗЛПР". с, )зтОГ)ой В ГОТ 7 ДЙ РЕГИ( ТР 7 ЕГЦ,:ТЕ)7)т,е(1 ьцый Олок и блок тт:цкд ПИИ. ЛТРИЧЕМ:.3 тРСО)З ГРНСРДТОРД ИЬ -тУЛЬСОВ СОЕДИНЕН: т. - .ЕРВЦМ ВХОД(И1 ГООО 1 О ЗЛЕМРТ 1 ТЯВЬ 1 ХОГ Котт)р1соединен с. первыми входами гр;:гг(";с ров Выход формирователя сосяИ.:ец сцсрвыми входами первого эле;ентдИ,1 И; третьет о элемента. Ивых;.)д,ервого этемента ИГ 1 И сс;еине: с.ВТОРЫМ ВХОЛОМ ПЕРВОГО ТРИГГРРДТ -Ь: -рО хо;), второго триггера соединен сБс Орь)" Входом ретьеГО э:Рм(нтя 1Усчройсгво для измерения углов, содержащее зрительную трубу, ис:точцик света, двигатель, фотоприемцик и изм(рительцый блок, снд.бженный формирователем, первым триггером, Генератором тактовых импульсов первым элементом И, счетчиком, первым регистром и блоком управления, причем выход фотоприемника соединен с входом формирователя, выход первого тригерд соединен с первым входом первого элемента И, второй 1)хо)-. которого соединен с выходом генератора тактовых импуцсов, д выход с ицформа.тивцым входом счетчика, уп - 1)с 1)ЛЯЮЩИЙ ЗХОЛ Ст)ТОРОГОвыходом блока управления, а разряд- НЫЕ ВЫХОДЫ СОЕДПТРНЫ С СООТВЕтСтВУ)П- щими разрядными входдми первого регистра, о т л и ч а ю щ е е с ятЕМ., Чтв, С ЦЕЛ,Ю ПС)1)тППЕЦИЯ ТОЧЧОСти измерения за счет устраненияпогрешности стыкозки визирного устройства с измерителем угла двигатель и сротоприемцик установлены соосцо с оть)(т врдзпения зрительной трубы, цд Валу двигателя под углом ВЬ)Х 07 КОТОРОГО СОЕДИЕН С 1 ТЕТ)ВЫМвходом делителя, вьгход :оследцегосоединен с вхоцо: б)1 осд уптзавеТия).т ПЕРВЫМИ ВХОДаМИ ТТЕТВЕРТОГО ЭС 1 ЕМЕЦТ аи эземецта 31 ТП."ЕГ вхо;1 оь з):Рмента ИЕ и первым входом впорого элемента 1 ПИ, выход котот)ого соединен с вторьпч входом второго триггера, т зыходы элемента .ТП 1 ЕГ и четверто .ЭЛЗМЕНТЯ И СОЕДИПЕцт С уцр:ВляППТЬЧМИ ХОДаМИ ПЕРЗОГО И ВТОРО О РЕ-.ГИСТРОВ СООтВЕтСТВЕТ:ЦО, )ЗЫХОДТ, ЗЛЕ- )тат 11 Е соединен с вторцм 1 зхо-тот:, второго эгемецта И, разрядные вхсды второ).о регистра(.оецицецы с соответст,зуюпдзми разрядньп жз выходами четчиказыходы регистров соединены с. соответствуюшимт:входами вычит)ТезьцоГО блока Выход которОГО (ОРдинР С ОЛОКОМ ИНДИКацИИ д СОСТБЕтСт вующие выходы бттока рцрдв:тенин ссс;.ИНЕЦЫВТОРЫМИ ВХОДТ,.11:,Е ); ЕР О-" )-О ).тзета И и э-Рмет д -)11)1 " вторыми входами элем(.цтов И)11 тп 1 и1 ЕЗИ 1 ЕЛЯ ттПРЯВЛЯЮП)ИЬПт ВХО,;1:тт ВЫ- чистительцого блока .) Трети., Входом второго элемента И,.1210055 Ш.ШИШШШШЫШйШ.ЫЯШШЫ.1 Составитель В.АгаповаТехред А.Бабинец Корректор Е,Сирохма Редактор О.Юрковецк Зака ног нийаушс илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная Тираж б 71 ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Ж