Устройство для автоматического нивелирования Советский патент 1988 года по МПК G01C7/04 

рие/

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- зовано, например, в трехкоординатных топопривязчиках, высотомерах-автоматах, профилографах и других устройствах, установленных на транспортных средствах и предназначенных для автоматического определения профиля или высоты местности вдоль маршрута движения относительно высоты начальной точки маршрута.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - схема ускорений, воздействующих на акселерометр; на фиг.З - схема движения с остановкой на начальной точке, вариант; на фиг.4 - то же, с остановкой на конечной точке.

Устройство содержит последовательно включенные датчик 1 скорости, умножитель 2 и интегратор 3, а также последовательно включенные квадратор 4, первый сумматор 5, блок 6 деления на 2 (масштабньм коэффициент) второй сумматор 7, блок 8 деления на g, второй вход 9 которого соединен с шиной 9 сигнала ускорения силы тяжести g, а выход - с регистратором 10. Устройство содержит также акселерометр 11, выход которого подключен к второму входу умножителя 2. Ось чувствительности акселерометра 11 параллельна основанию транспортного средства в продольном направлении. Вход квадратора 4 соединен с выходом датчика 1 скорости, а выход

н

1/V2-V2 -(

X-Vdt -(( )Vdt- . rJ

t о

sinTf.Vdt

- J

a Vdt).

где V - скорость в текущий момент; v - скорость в начальный момент.

10 В начальный момент сигналом начальной установки по цепи 14 интегратор 3 подготавливается к работе, а ключ 12 замыкается, и в блоке 13 памяти фиксируется значение квадрат

15 начальной скорости V. Одновременно по цепи 9 поступает значение g. Пос ле окончания действия сигнала начал ной установки на вход интегратора 3 с выхода умножителя 2 поступает про

20 изведение aV, формируемое по сигналам датчика 1 скорости и акселерометра 11.

Вычисленное значение интеграла поступает на вычитающий вход второг

25 сумматора 7, на суммирующий вход ко торого подается поправка ().

При этом величина V берется с выход квадратора 4, а V| - с блока 13 пам

30 ти. После деления результата на g в блоке 8 деления на его выходе получаем значение относительной высоты Н, которое вьщается на регистратор 10.

35 Для широкого распространенного

случая, когда каждый раз Vo О (дв жение начинается после остановки транспортного средства на начальной

точке), устройство может быть упрочерез последовательно включенные щено: из него исключаются ключ 12, 12 и блок 13 памяти - к вычитающему входу первого сумматора 5. Управляющие входы ключа 12 и интегратора 3 соединены с блоком 14 начальной установки, а выход интегратора 3-е . вычитающим входом второго сумматора 7.

Устройство работает следующим образом.

блок 13 памяти и первый сумматор 5, а выход квадратора 4 подключен непосредственно к входу блока 6 деления на 2 (фиг.З).

Если же при этом достаточно знать только высоту конечной точки маршрута,.на которой транспортное средство также останавливается ( из устройства можно дополнительно и ключить квадратор 4, блок 6 деления и второй сумматор 7, на выход интег ратора 3 через инвертор 15 подключить к входу блока 8 деления на g (фиг.4),

В движении с акселерометра мается сигнал (фиг.2):

11 сниа V gsiny

где V - продольное ускорение портного средства. Отсюда

.

siny - (V - а).

-(( )Vdt- rJ

о

Vdt).

где V - скорость в текущий момент; v - скорость в начальный момент.

В начальный момент сигналом начальной установки по цепи 14 интегратор 3 подготавливается к работе, а ключ 12 замыкается, и в блоке 13 памяти фиксируется значение квадрата

начальной скорости V. Одновременно по цепи 9 поступает значение g. После окончания действия сигнала начальной установки на вход интегратора 3 с выхода умножителя 2 поступает произведение aV, формируемое по сигналам датчика 1 скорости и акселерометра 11.

Вычисленное значение интеграла поступает на вычитающий вход второго

сумматора 7, на суммирующий вход которого подается поправка ().

При этом величина V берется с выхода квадратора 4, а V| - с блока 13 памяти. После деления результата на g в блоке 8 деления на его выходе получаем значение относительной высоты Н, которое вьщается на регистратор 10.

Для широкого распространенного

случая, когда каждый раз Vo О (движение начинается после остановки транспортного средства на начальной

щено: из него исключаются ключ 12,

блок 13 памяти и первый сумматор 5, а выход квадратора 4 подключен непосредственно к входу блока 6 деления на 2 (фиг.З).

Если же при этом достаточно знать только высоту конечной точки маршрута,.на которой транспортное средство также останавливается () из устройства можно дополнительно исключить квадратор 4, блок 6 деления и второй сумматор 7, на выход интегратора 3 через инвертор 15 подключить к входу блока 8 деления на g (фиг.4),

Формула изобретения

Устройство для автоматического ни- ве лирования, содержащее закреплен)ые

на транспортном средстве акселерометр, регистратор и последовательно соединенные датчик скорости, умножитель и интегратор, управляющий вход которого соединен с выходом блока начальной установки, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено ключом, блоком памяти и последовательно соединенными квадратором, первым сумматором, пер вым делителем, вторым сумматором, вторым делителем, выход

которого соединен с входом регистратора, выход датчика скорости соединен с входом квадратора, выход которого через ключ, управляющий вход которого соединен с выходом блока начальной установки, и блок памяти соединен с вторым входом первого сумматора, выход интегратора соединен с вторым входом второго сумматора, а акселерометр ориентирован осью чувствительности параллельно продольной оси транспортного средства.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений. Сигналом начальной установки блока 14 интегратор 3. подготавливается к работе, ключ 12 замыкается. В блоке 13 памяти фиксируется значение квадрата начальной скорости. Одновременно со входа 9 поступает значение ускорения силы тяжести. На вход интегратора 3 с выхода умножителя 2 поступает произведение двух величин, формируемое по сигналам датчика 1 скорости и акселерометра 11. На выходе блока деления 8 получаем значение относительной высоты, которое вьщается на регистратор 10. 4 ил. СО

срие.г

(pt/гЛ