Датчик горизонта Советский патент 1984 года по МПК G01C9/10 

1 1

Изобретение относится к геодезическому приборостроени р и может быть применено в автоматизированных телескопах для предотвращения переода телескопа через запретную зону, определяемую конструктивными особенностями телескопа и задаваемую координатой зенитного расстояния.

Известны также датчики горизонта, содержащие ампулу с непрозрачной жидкостью с пузырьком воздуха, светоприемник и осветитель, расположенные по обе стороны от ампуы lj .

Недостатком этого датчика является наличие хрупкой стеклянной ампу ы и возможности колебания уровня идкости при резких снижениях скоости, вызывающего дребезг сигнаа.

Наиболее близким по технической ущности и достигаемому результату к изобретению является датчик горизонта, содержащий корпус, шар, помещенный внутри корпуса с возможностью перекатывания по его поверхности при наклоне датчика и систеу осветитель - фотоприемник, расположенную в плоскости, проходящей через ось корпуса, причем осветитель и фотоприемник размещены на противоположных основаниях корпуса, а шар выполнен из твердого непрозрач ного материала

В известном устройстве его неисправность обнаруживается только в момент профилактических проверок и, следовательно, возможна работа телескопа при неисправном.датчике, что может привести к аварии.

Целью изобретения является повышение надежности путем осуществления постоянного автоконтроля состояния .

Поставленная цель достигается ; тем, что датчик горизонта, содержа- щий корпус, шар, помещенный внутри корпуса с возможностью перекатывания по поверхности при его наклоне и- систему осветитель - фотоприемник, расположенную в плоскости, проходящей через ось корпуса, причем осветитель и фотоприемник размещены на противоположных основаниях корпуса, снабжен второй системой осветитель - фотоприемник, причем дополнительный осветитель расположен на одном основании кор163192

пуса с фотоприемником первой сиетемы, а дополнительный фотоприем- ник - на одном основании корпуса с осветителем первой системы, 5 а также мультивибратором, первый и вторым компараторами, первым,, вторым, третьим и четвертым элементами И, первым и вторым элементами ИЛИ, сигнальной лампой, фильтром

10 низких частот и реле, при этом

первый выход мультивибратора соединен с входом освет1 геля первой системы и первыми входами первого и четвертого элементов И, второй вы15 ход мультивибратора соединен с входом осветителя второй системы и первыми входами второго и третьего элементов И, выход светоприемника первой системы соединен с входом

20 первого компаратора, выход которого соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов И, выход светоприемника второй системы соединен с входом второго компаратора, выход

25 которого соединен с вторьши входами первого и третьего элементов И, выходы первого и второго элементов И соединены с входами первого элемента Ш1И, выход которого соединен

3Q с сигнальной лампой, выходы третьего и четвертого элементов И соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом фильтра низких частот, подключенного выходом к входу реле, причем боковая поверхность корпуса выполнена конусной, а поверхность шара светоотражающей.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 - конструкция датчика.

Устройство содержит симметричный мультивибратор 1, светоприемники 2 и 3, осветители 4 и 5, первый и

второй компараторы 6 и 7, первый, второй, третий и четвертый элементы И 8, 9, 10 и 11, первый и второй элементы ИЛИ 12 и 13, сигнальную лампу 14, фильтр нижних частот 15,

реле 16, светоотражающий шар 17.

Первый выход симметричного мультивибратора t соединен с осветителем 4 и с первыми входами первого и четвертого элементов И 8 и 11, Второй выход симметричного мультивибратора 1 соединен с осветителем 5 и с первыми входами второго и

3

третьего элементов И 9 и 10. Светоприемник 2 соединен с входом второго компаратора 7, выход которого соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И 8 и 10.

Светоприемник 3 соединен с входом первого компаратора 6, выход которого соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов И 9 и 11. Выходы первого и второго элементов И 8 и 9 соединен с входами первого элемента ИЛИ 12, выход которого соединен с сигнальной лампой 14. Выходы третьего и четвертого элементов И 10 и 11 сдинены с входами второго элемента ИЛИ 13, выход которого соединен с входом фильтра, нижних частот 15, выход которого соединен с входом реле 16.

Осветители 4 и 5 и светоприемники 2 и 3 расположены на основаниях конуса, внутри которого размещен светоотражающий шар 1 7, при этом осветитель 5 и светоприемник 2 направлены друг на друга и образуют одну систему осветитель - светоприемник, а осветитель 4 и светоприемник 3 аналогичным образом образуют вторую систему осветитель светоприемник,

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении (.датчик раположен вертикально, большим основанием вверх) осветитель 4 и светоприемник 3, осветитель 5 и светоприемник 2 разделены светоотражающим шаром 17, при этом свет, отражаемый шаром.17, от осветителя 5 падает на светоприемник 3, а от осветителя 4 падает на све-топриемник 2. Импульсы с второго выхода симметричного мультивибратора 1 зажигают осветитель 5 и открывают по первым входам второй и третий элементы И 9 и 10. Световой импульс от,осветителя 5 доходит до светоотражающего непрозрачного шара 17 и, отразившись, попадает на светоприемник 3, вызывая на нем электрический импульс, который поступает на вход компаратора 6. Компаратор 6 переключается, и открывающей потенциал его выхода поступает на втрые входа 1 второго и четвертого элементов И 9 и 11, При этом на выходе элемента И 9 появляется открыва63194

щий потенциал, который поступает на вход первого элемента ИЛИ 12, с выхода которого сигнал поступает на сигнальную лампу 14, которая загорается. По окончании импульса

на втором выходе симметричного мультивибратора 1 устройство приходит в исходное состояние.

Аналогично работает и вторая

0 часть устройства, состоящая из светоприемника 2, осветителя .4, компаратора 7, первого элемента И 8, пе.рвого элемента КПИ 12, сигнальной лампы 14.

5 При достижении определенного, пространственного положения (задающего угла над горизонтом) светоотражающий непрозначиый шар 17 выкатывается, освобождая путь для све0 та от осветителя 4 к светоприемнику 3 и от осгетителя 5 к светоприемнику 2. В этом случае импульсы с первого выхода симметричного мультивибратора .1 зажигают осветитель

5 4 и открывают по первым входам первый и четвертый элементы И 8 и 11, световой импульс от осветителя 4 попадает на светоприемиик 3, вызывая на нем электрический импульс, кото0 рый поступает на вход компаратора 6.,Компаратор 6 переключается и открывающий потенциал с его выхода попадает на вторые входы второго и четвертого элементов И 9 и 11. При этом на выходе четвертого эле5мента И 11 появляется открывающий потенциал, который попадает на вход второго элемента ИЛИ 13., а с его выхода через фильтр нижних частот

Q 15 - на реле 16. Срабатывание реле 16 является сигналом срабатывания горизонтного выключателя. По окончании импульса на первом выходе симметричного мультивибратора 1

устройство приходит в исходное состояние .

Аналогично работает и вторая половина устройства, являющаяся дублирующей для первой полонины и состоящая из светоприемника 2, ос0ветителя 5, компаратора 7, третьего элемента И 10, второго элемента ИЛИ 13, фильтра нижних частот 15 и реле 16.

5 Таким образом, в исходног положении горизонтного выключателя при исправном состоянии всех его элементов сигнальная лампа горит

ровным светом. При выходе из стрйя одного из светоприемников или одного из осветителей сигнальная лампа горит 1У1игающим светом (с частотой переключений симметричного нуль тивибратора 1), при этом гериэонтный вьжлючатель сохраняет свою работоспособность.

При достижении горизонтным выключателем заданного положения срабатывает реле 16, вьщавая сигнал во внешнее устройство.

По сравнению с базовым объектом, , за который принят горизонтный выключатель, применяемый в телескопах АЗТ-11, АЗТ-12, предлагаемый датчик горизонта имеет более простую кон, струкцию, не содержащую сложного карданного подвеса и микропереключателя, которые из-за наличия трения в соединениях вызьюают разброс углов срабатьгоания горизонтного выключателя и наличие дифференциал- ого хода всего устройстваJ он вькюл-нен с устройством выключения, вьшолненным на бесконтактных элементах, что повышает надежность, точность срабатывания, уменьшает дифференциальный ход устройства, а следовательно, и увеличивает рабочую зону телескопа, уменьшает потери наблюдательного времени.

Наличие двух идентичных систем осветитель - светоприемник обеспечивает их взаимное дублирование и контроль исправного состояния датчика, что ведет к повышению надежности датчика и, следовательно, к; повьш1ению безопаснсти эксплуатации телескопа. Кроме того, предлагаемая конструкция датчика позволяет применить его при любой широте места установки телескопа как на крупных и средних, так и на малых телескопах.

м 51

е

ДАТЧИК ГОРИЗОНТА, содержащий корпус, шар, помещенный внутри корпуса с возможностью перекатывания по поверхности при его наклоне и систему осветитель-фотоприемник, расположенную в плоскости, проходящей через ось корпуса, причем осветитель и фотоприемник размещены на противоположных основаниях корпуса, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности путем осуществления постоянного автоконтроля состояния датчика, он снабжен второй системой осветитель-фотоприемник,причем дополнительный осветитель расположен на одном основании корпуса с фотоприемником первой системы, а дополнительный фотоприемник - на одном основании корпуса с осветителем первой системы, а также мультивибра-. тором, первым и вторым компаратора- №1, первым, вторым, третьим и четвертым элементами И, первым и вторым элементами ИЛИ, сигнальной лампой, фильтром низких частот и репе, при этом первый выход мультивибратора соединен с входом осветителя первой системы и первыми входами первого и 11етвертого элементов И, второй выход мультивибратора соединен с входом осветителя второй системы и первыми входами второго и третьего элементов И, выход свете приемника первой системы соединен с входом первого компаратора, выход которого соединен с вторыми входа-. ми второго и четвертого элементов И, выход светоприемника второй системы соединен с входом второго компаратора, выход которого соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И, выходц первого и второго элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с сигнальной лампой, выходы третьего и четвертого элемен9д тов И соединены с входами второго 9 элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом фильтра ниэких частот, . подключенного выходом к входу реле, причем боковая поверхность корпуса выполнена конусной, а поверхность шара - светоотражающей.