Квадрант

(21) (22) (46) (72) (53) (56) 1 Ф 97А В 92 3552 04.0 151 В.А, 528,Авто 212, торс 023,ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 38/24-10(54)(57) КВАДРАНТ, содержащий основание, связанные с ним корпус и горизонтирующий блок, выполненный в виде электролитического уровня, укрепленного на оси редуктора, связанного с валом реверсивного шаговогодвигателя, мостовой измерительнойсхемы, вход которой связан с выходом электролитического уровня, генератора импульсов, реверсивного счетчика и цифрового индикатора, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения быстродействия устройства за счет исключения приведения электролитического уровня кплоскости горизонта перед началомизмерения, в него введены датчикположения вала редуктора и электронный делитель, причем выходы датчикаположения вала редуктора связаныс первым и вторым входами реверсивного счетчика и входами генератораимпульсов, выход которого связанс входом шагового двигателя и черезэлектронный делитель с четвертымвходом реверсивного счетчика, авыход мостовой измерительной схемысвязан с третьим входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом цифрового индикатора;Квадрант работает следующим образом.Датчик положения способен зафиксировать два положения вала редуктора, связанного с валом шагового двигателя. Достижение валом редуктора любого из этих положений сопровождается появлением сигнала на выходе приемника 9 и 10 в момент 50 Изобретение относится к измерительной технике и геодезии и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, гд".требуется определить угловое поло жение объекта относительно ппоскости горизонта .Цель изобретения - повышениебыстродействия устройства за счетисключения приведения электролитического уровня к плоскости горизонта перед началом измерения.На фиг. 1 приведена функциональная блок-схема предлагаемого устройства, на фиг, 2 - схема взаимного 15расположения приемников, источников, датчика положения и электролитического уровня в крайних положениях ) и 11 вала редуктора 4, нафиг, 3 - схема, поясняющая принцип 20измерения угла предлагаемым устройством,Квадрант содержит (фиг. 1) основание 1, жестко соединенный с нимкорпус 2, в котором установлены: 25реверсивный шаговый двигатель 3,вращение вала которого черед редуктор 4 передается электролитическомууровню 5, датчик положения вала редуктора 4, выполненный, например,по крайней мере из двух оптронныхпар, излучатели 6 и , жестко закрепленные на валу редуктора 4 двигателя 3 с помощью диска 8, и приемники 9 и 10, жестко закрепленныена корпусе 2, выходы которых электрически соединены с генератором11 импульсов и реверсивным счетчиком 12, а выход генератора 11 импульсов соединен с входом шаговогодвигателя 3 и через электронныйделитель 13 - с четвертым входомреверсивного счетчика 12. Выходэлектрического уровня 5 через мостовую измерительную схему 14 соединен с третьим входом реверсивно-го счетчика 12, Выход последнегосоединен с входом цифрового индикатора 15.1 образования соответствующей оптрнной пары (приемник 9 - излучатель 6 или приемник 1 О - излучатель 7, (фиг, 2 а, о ) . Приемники 9 и 10 (фиг. 1) жестко закреплены на корпусе 2, а излучатели 6 и 7 - на диске 8, установленном на валу редуктора 4 таким образом, что в тот момент, когда вал редуктора 4 находится в положении, изображенном на фиг, 2 а, электролитический уровень 5, жестко укрепленный на оси редуктора 4, оказывается повернутым относительно плоскости горизонта на угол М , а когда вал редуктора 4 находится в положении, изображенном на фиг, 2 В, электропитический уровень 5 оказывается повернутым относительно плоскости горизонта на угол + с.Когда вал находится в положении 1, на выходе приемника 9 (фиг. 1 и 2 д ) появляется сигнал, заставляющий двигаться вал шагового двигателя 3, а вместе с ним и вал редуктора 4 в положение 1. Когда вал редуктора 4 достигает положения 11, появляется. сигнал на выходе приемника 10 (фиг. 1 и 2 9 ), заставляющий двигаться вал двигателя 3 в положение 1. Далее процесс повторяется. Таким образом, электролитический уровень совершает колебания около плоскости горизонта с амплитудой=и кгде 11 - число импульсов, вызывающих поворот шагового двигателя;- постоянный коэффициент, который определяют как частное от деления шага двигателя 3 на коэффициентредукции редуктора 4 икоторый может быть выбранравным, например, однойминуте.В момент прохождения плоскости горизонта эпектропитический уровень 5 выдает сигнал "Горизонт", который через измеритегьный мост 14 поступает на третий вход реверсивного . счетчика. На первый и второй вход реверсивного счетчика поступают сигналы с выхода приемников 9 и 10 датчика положения оси редуктора а на четвертый вход - импульсы с выхода генератора 11 импульсов черезэлектронный делитель 13. Таким образом, число импульсов, проходящих на шаговый двигатель и вызывающих поворот его вала на любой момент времени, в два раза больше, чем число импульсов поступивших на четвертый вход реверсивного счетчика 12. Сигналы по первым трем входам реверсивного счетчика 12 управляют счетом импульсов, поступающих по четвертому входу.Пусть датчик квадранта (основание с укрепленными на нем шаговым двигателем, редуктором, электролитическим уровнем, датчиком положения) установлен на объекте, угол наклона которого к плоскости горизонта необходимо измерить, Перед началом измерения счетчик сбрасывается в нуль.Рассматриваются два случая. Объект находится в плоскости горизонтаВ тот момент, когда электролитический уровень находится в положении 1 (фиг. 2 с 1), с выхода приемника 9 на первый вход ревер-. сивного счетчика 12 (фиг. 1) посту- пает сигнал Разрешение прямого счета", а на соответствующий вход генератора 11 сигнал вращения двигателя в сторону положения 11, В тот момент, когда электролитический уровень 5 проходит плоскость горизонта, с него через измерительный мост 14 на третий вход реверсивного счетчика 12 поступает сигнал, останавливающий счет. Это происходит в тот момент, когда электролитический уровень 5 поворачивается на уголгде ж - угол, характеризующийкрайнее положение валаредуктора,- приращение, вызванное запаздыванием электролитического уровня вследствиеконечного значения егопостоянной времени,При этом в счетчике накопится количество импульсов, численно равноеяФ ьь 2(2) г что соответствует нулевому отклонению объекта относительно плоскости горизонта.Пусть объект наклонен относительно плоскости горизонта на угол /,тогда элементы датчика, установленного на объекте в положении 1,располагаются относительно плоскости горизонта так, как показано нафиг. 3. Поэтому в течение движенияиз положения 1 в плоскость горизон та электролитический уровень поворачивается на угол М/3Ь(фиг. 3), а в счетчике накапливается результат оС (Ъф Ь 40(3) 2В течение обратного движения изположения 1 в плоскость горт зонта электролитический уровень 5 повора чивается на угол к-/5Ь(фиг, 3)а в счетчике накапливается результат, численно равный:ьс 1(ьФЬ ф-Яль 0 Я ьь ос50 2 2 222 гР Чд(4)г г ("что соответствует наклону объекта относительно плоскости горизонта на 55 угол 9,Из указанного видно, что нет необходимости перед началом измеренияпроизводить привязку" уровня к 185085 . 4который момент времени достигаетего (фиг, 2 Ь ), и с выхода приемника 9 (фиг. 1) на второй вход реверсивного счетчика 12 поступаетсигнал "Запуск обратного счета", ана соответствующий вход генератораимпульсов сигнал, вызывающий движение вала шагового двигателя в сторону положения 1. В момент пере сечения электролитическим уровнемплоскости горизонта на третьемвходе реверсивного счетчика вновьпоявляется сигнал "Останов счета",и результат накопленный в счетчике 15 поступает на цифровой индикатор. Приэтом из положения 11 и до плоскости Горизонта электролитический уровень 5 поворачивается на уголМ ф ь , а в счетчике накапливается 10 результатплоскости горизонта при помощи стандартных измерительных приборов,нет такой необходимости при перерывах питания в процессе измеренияили сбоях, так как, работая циклически, устройство постоянно "подтверждает" измеряемый угол в каждом цикле колебания уровня 5. Устранение проблемы приведения электролитического уровня в плоскостьгоризонта позволяет повысить скорость вращения (частоту поступающих на шаговый двигатель импульсов) вала редуктора, т.е. ускорить процесс измерений, так как погрешности перерегулирования Ькомпенсируются в процессе измерения. При введении в датчик положения дополнительных оптронных пар, фиксирующих положение вала редуктора 4 при 10 различных углах о , можно выбирать оптимальную скорость процесса измерений при различной величине измеряемого угла.1185085 Составитель В,АгаповРедактор С.Лисина Техред А.Ач рректор М.П каз 6348/33 илиал ППП "Патен Ужгород,ул. Проектная, 4 Тираж 650ИИПИ Государствен по делам изобрет3035, Москва, ИПодписноего комитета СССРий и открытийРаушская наб., д. 4/