Электронный теодолит Советский патент 1990 года по МПК G01C1/06 

Фие.1

10

15

20

25

,31610272

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и предназначено для использования при угловых измерениях.

Цель изобретения - повьшение точности путем уменьшения влияния ошибок считывания.

На фиг, 1 представлена обвчая схема устройства} на фиг. 2 - оптическая схема блока считывания{ на иг, 3 - схема кодового диска на иг. 4 - схема расположения штрихов рямого и диаметрально противоположого отсчетов, на фиг. 5 - электриеская схема устройства.

Устройство содержит колонку.1, изок 2 и триггер 3, в котором жесто на время измерений закреплена , ертикальная ось 4 теодолита. В низе 2 расположен блок 5 горизонталього отсчета, кодовьй диск 6г котоого установлен на указанной вертиальной оси 4 i В колонке 1 располоёны горизонтальная ось 7 с закрепенной на ней зрительной трубой 8, блок 5в вертикального отсчета, кодовый диск 6в которого также установлен; на горизонтальной оси 7, первый блок 9 управления, второй блок 10 управления с кнопками 11 и 12 Выбор вида работы (Г - горизонтальный отсчет, в - вертикальный отсчет), счетно-логический блок 13, дешифратор 14 и цифровые табло 15. На фиг. 1 не показаны системы вертикальной 4 и горизонтальной 7 осей, механизмы наведения и фиксации, которые не отличаются от известных аналогичных конструкций оптических теодолитов, обозначены лишь ручки 16 и 17 наводящих механизмов соответственно систем горизонтального и вертикального отсчетов.

Блоки 5г и 5в Горизонтального и вертикального -отсчетов аналогичны по конструкции и схеме (фиг.2) и каждый из них содержит кодовый диск 6г или 6в соответственно со штриховой дорожкой 18, осветитель 19 с конденсором 20, расположенные против участка кодового лимба 6г (6в) с диаметрально противоположным отсчетом 1.8д, оптический мост 21, расположенный по другую сторону диска 6г (6в) и передающй изображение указанного участка лимба 6г (6в) с отсчетом 18д в плоскость изображения 18д, второй осветитель 22 с конденсором 23, рас30

35

40

45

50

55

по ща от му гу вх 24 пр ее св уч ще си ли и во ны чу те

на зр ко Ча хо фи на од пр че пр хи ду пе те дв во и ид ме фи в ни шт ля 2 че 2 ед

от до пр ло но те

0

5

0

5

0

5

0

5

положенные по одну сторону диска бг (6в) с оптическим мостом 21 и освещающие участок лимба 6г (6в) с прямым отсчетом 18п, оптическую ромб-п11из- му 24 (БС-0®), расположенную по дру- гую сторону диска 6г (6в), причем входная грань указанной ромб-призмы 24 расположена против грани выходной призмы 25 оптического моста 21, а ее наклонная грань 26, выполненная светоделительной, расположена против участка кодовой дорожки 18, содержащего прямой отсчет 18п, оборачивающую систему 27, проектирующую участок лимба 6г (6в) с прямым отсчетом 18п и изображение 18д диаметрально противоположного отсчета через прямо уголь- ные призмы 28 и 29 (АР-90 ) на фоточувствительную, линейку преобразователя ЗОг (ЗОв) линейного типа ПЗС.

Кодовый диск 6г (6в), показанный на фиг. За, представляет собой прозрачный диск 31, на который нанесена концентрическая штриховая дорожка 18. Часть кодового диска 6г (6в) со штриховой дорожкой 18 показана на фиг. 36. В предлагаемом теодапите на кодовом лимбе 6г (6в) нанесена одна кодовая штриховая дорожка 18, представляющая собой расположенные через равные угловые промежутки (например, через l) биссекторные штрихи Tq-Tg с угловым интервалом между ними, в котором расположены с переменными угловыми дискретными интервалами штрихи Г, содержащие в двоичном поле информацию о порядковом номере биссекторных штрихов Т и Tg, представляющие собой кодовые идентификаторы. На фиг. 36 интервалы, между биссекторами обозначены /. На фиг. Зв показана цена штрихов Г в двоичном коде - трехзначного значения порядкового номера указанных штрихов Г. Штрихи . . с 2 с определяют значения сотен градусов, штрихи ,, , 2 д, 2 д определяют значения десятков градусов,штрихи 2 е, , , 2°е определяют значения единиц градусов.

Части кодовогв диска 6г (6в) с соответствующими участками штриховой дорожки 18, содерж аищми информацию о прямом 18п и диаметрально противоположном 18д (18 д) отсчетах, поочередно проектируются на светочувствительную линейку преобразователя ЗОг (ЗОв) - кадры с прямым 18п (фиГс4а)

51

и диаметрально противоположным 18д отсчетами, в плоскости сканирования на светочувствительной линейке преобразователя ЗОг (ЗОв),

Прямой отсчет Nri (фиг.4а) содержит информацию о точном и грубом порядковом номере биссекторных штрихов Тд и Tg, отсчетах. Точный пря-мой отсчет N PY определяется количеством единичных элементов линейки преобразователя ЗОг (ЗОв), укладывающихся между штрихом Tg и концом кадра (отрезок А на фиг, 4а), грубый отсчет N - комбинацией дискретных интервалов межд.у штрихами Г (фиго4а)

Диаметрально противоположный отсчет NA (фиг.46) используется только для определения, точного отсчета определяемого количеством единичных элементов линейки преобразователя ЗОг (ЗОв), укладывающихся между началом кадра и штрихом Тд (отрезок В на фиг. 46).

Декодирование и запоминание градусного (грубого) отсчета - номера биссекторных пггрихов Тд, Tg, осуще- ствЛяется только по полному биссек- тору, вошедшему в сканируемый кадр, и в цикле первого сканирования - опрделения прямого отсчета.

Прямой точный отсчет N практически определяется количеством тактовых импульсов, формируемых в блоке 9 управления преобразователями ЗОг и ЗОв (фиг,1), Таким образом в указанном блоке 9 при втором цикле сканирования формируются импульсы точного диаметрально противоположного отсчета,

Точньш отсчет определяется по формуле

NT (N,, -ь Nj.). ш,

где 1П-- цена деления точного отсчета.

Полный отсчет N N + N,

. При сканировании даметральн.о противоположного отсчета (второй цикл сканирования) осуществляется сравнение младших разрядов кодов, заключенных в биссекторах диаметрально противоположного отсчета,с ранее запомненным при первом цикле сканирования,. На фиг. 5 представлена блок-схема электронного блока теодолита, содержащая блоки 5г и 5в горизонтального

0

20

25

272.6. .

и вертикального отсчетов (в которых показаны только элементы электронной схеь1ы), блок 9 управления преобразователями ЗОг, ЗОв (линейньвда), блок 10 управления, счетно-логический блок 13, дешифратор 14 и цифровое табло 15.

В блоке 5г входы-выходы 1 преобразователя ЗОг поданы на соответстт вующие входы-выходы 1 блока 9, по одному из выводов светодиодов 22г и 19г-соединены соответственно с выводами 2 и 3 блока 5г, а вторые с их выводы, соединенные между собой, через вывод 4 поданы на корпус, прибора, причем выводы 2 и 3 блока 5г соединены соответственно с вывода- ш 1 и 2 блока 10.

В блоке 5в входы-выходы 1 преобразователя 30 в поданы соответственно на входы-выходы 2 блока 9, по одному из выводов светодиодов 22в и 19в поданы соответственно через выводы 2 и 3 на выводы 3 и 4 блока 10, а вторые их выводы, соединенные между собой, через вывод 4 поданы на корпус прибора. Кроме того, в блоке 9 выводы З - вход блока 9, 4 - выход тактовых импульсов, 5 - выход управляющих сигналов, 6 - выход информационных сигналов, соединены соответственно с вьгеодами 5 -8 блока 10, а вывод б блока 9 соединен также с выводом 1 блока 13, 35 - Вывод 9 - вход +Е напряжения питания, поступающего от блока питания (не показан), соединен с первыми контактами кнопки 11 Г, кнопки 12 в и реле 32, второй контакт которого соединен с выводом 10 входными выводами питания элементов электронной схемы, -кроме выводов питания триггеров 33 и ЗЛ, соединенных между собой и с первьм выводом обмотки реле 32, анодами диодов 35-37, с S-входЬм триггера 34, с вторым входо м элемента ИЛИ 38, S-вхо- дом делителя 39 и R-входом триггера 40, Второй контакт кнопки 11 соединен с катодом диода 35 и с S-входом триггера 33.

Второй контакт кнопки 12 соединен с катодом диода 36 и с R-входом Триггера 33. Выход триггера 34 соединен с катодом диода 37. Второй вывод обмотки реле 32 подан на корпус прибора. Прямой выход триггера 33 соединен с первыми входами элементов

30

40

45

50

5

И 41 и 42, а инверсный выкод - с первшш входами элементов И 43 и 44 Вторые входы элементов И 41 и 43 соединены между собой и с прямым выходом триггера 40; инверсный выход которого соединен с соединенными между собой входами элементов И 42 и 44.

Выход 6 блока 10 Подан на первы вход элемента И 45, выход которого подан на счетный вход первого делителя 46 (на 360), выход которого подай на первьй вход элемента И 38, счетный вход делителя 39 на два, RS-вход триггера 40, вход Сброс второго делителя 47 на шесть, R-вход триггера 48 и на вьшод 1l блока 10 Выход элемента ИЛИ 38 подан на шиТ1у Сброс (установки элементов электронной схемы в исходное состояние) и на вьшод 5 блока 10. Инверсный выход делителя 39 на два через реле 49 времени подан на S-вход-триггера 34. Выход второго делителя 47 на шесть подан на вьшод 1 2 блока 10. Вбкод элемента И 45 подан также на первый вход элемента И 50 и на вывод 13 блока 10. Вывод 8 блока 10 подан на S-вход триггера 51, инверс- ньй выход которого подан на второй вход элемента И 50, выход которого подан на счетный вход второго счетчика 47 на шесть. Вывод 6 блока 10 Подан на первьй вход элемента И 45, второй вход которого соединен с выходом триггера 48 и выводом l блока 10. Выводы элементов И 41-44 соединены соответственно с выводами l -4 блока 10. Вывод 7 блока 10 соединен с S-входом триггера 48.

Вывод 1 блока 13 соединен с вто рым входом блока 52 контроля, с пер- .вьм входом элемента И 53 и с первым входом элемента И 54. Вывод 2 блока 13 соединен со счетным входом счетчика 55, инверсньй выход которого соединен со счетным входом счетчика 56, с вторьм входом элемента И 53 и вторьм входом элемента И 57. Вывод З блока 13 соединен с первым входом элемента И 47 и первым входом элемента И 58. Выход счетчика 56 подан на вторые входы элементов И 54. и 58. Первьй инверсный выход блока 52 контроля подан на третий вход элемента И 57, второй прямой его выход подан на третий вход элемента И 58, а третий его выход подан

0

5

на разрешающий вход элемента запоминающей суммирующей схемы 59, вход + 1 которой соединен с выходог

J счетчика 60 точного отсчета, счетный вход которого соединен с выходом элемента И 58.- Выход элемента И 53 подан на управляющий вход электронного коммутатора 61.

QВывод 4 блока 13 подан на вход

Установка нуля сдвигового регистра 62,вход которого соединен с выводом 5 блока 13, а его выходы через соответствующие входы электронного

J коммутатора 61 и его соответствующие выходы поданы на входы запоминающей суммирующей схемы. Выходы двух меньших разрядов регистра 62 подань соответственно на первьй вход блока 52 контроля и третий вход элемента И 54. Контрольньй выход запоминающей суммирующей схемы 59 подан на второй вход блока 63 сравнения, первьй вход которого соединен с выходом элемента И 54, а выход.соединен с третьим входом блока 52 контроля.

Выходы счетчика 60 точного отсчета и выходы запоминающей суммирующей схемы 59 через выводы б и блока 13 поданы на соответствующие входов.дешифратора 14, выходы которого соединены с соответствующими входами цифрового табло 15.

Устройство работает следующим образом.

Теодолит устанавливается в точке стояния, горизонтируется и наводится с помощью зрительной трубы 8 (фиг.1) на визирную марку или отвес, расположенные в точке наблюцения.

Для взятия отсчета (горизонталь- « ного или вертикального) на короткое время нажимается одна из кнопок 11 Г и 12 В блока 10 управления (фиг.1), выведенных на боковую стенку колонки 1 теодолита. Через корот-. кий промежуток времени (0,1-0,2 с) на цифровом табло 15 высвечивается соответствующий отсчет.

Взятие прямого и диаметрально 1РОТИВОПОЛОЖНОГО отсчетов с кодовых дисков 6г или 6в (фиг. 2) осущестнгш- ется поочередно одним фотоприемником ЗОг или ЗОв соответственно блоков 5г и 5а в зависимости от выбранного 5 режима работы (взятие горизонтального или вертикального отсчета). При взяти .; прямого отсчета йключ ается осветитель 22 и через конденсатор

0

5

0

5

0

91610272

23 освещается участок 18п кодового диска 6г (6в), содержащий информацию о точном отсчете, изображение которого через светоделительную грань 26 ромб-призмы 24 передается оборачивающей системой 27 и оптическими призмами 28 и 29 в плоскость светочувствительной линейки преобразователя ЗОг (ЗОв).

5

25

30

10

При взятии диаметрально противоположного отсчета питание с осветителя 22 снимается и подается на осветитель 19, который через оптический конденсатор 20 освещает участок 18д кодово- 5 гл диска 6г (6в), содержащий информацию о диаметрально противоположном отсчете, изображение которого с по- моЩыо оптического моста 21, содержащего оборачивающую систему с увеличен-2Q нием 1 и две оптические призмы - прямоугольную и с крьшей, и ромб- призмы 24 вводится в тот же оптический канал, используемый для передачи изображения участка лимба 18п с информацией о прямом отсчете.

При повороте кодового диска 6г (6в) изображения участков с прямым (18п) и.диаметрально противоположным (18д) отсчетами в плоскости линейки преобразователя ЗОг (ЗОв) перемещаются в противоположных каправлениях.

На фиг. 4а, б изображения прямого и диаметрально противоположного участ ко.в диска для удобства рассмотрения процесса декодирования отсчетов разнесены. Фактически указанные изобра жения проектируются на одну и ту же светочувствительную линейку преобразователя, что осуществляется поочерёдной коммутацией питания, подаваемого на осветители 22г .(22в) и 19г (19в), благодаря чему осуьчествляется раздельное последовательное освещение указанных участков диска.

Декодирование отсчетов и формирование их в Цифровую форму, высвечи- ва.емую на цифровом табло 15 (фиг,1), роизводится следующим образом.

Сканирование кадра в предлагаемом теодолите осуществляется поочередным опросом состояния единичных элементов линейки преобразователя ЗОг (ЗОв) в обоих циклах сканирования ри определении прямого и диаметраль35

40

45

50

но противоположного отсчетов (фиг.4). 55 ра 34.

на нее С вько снимае тельно при ос информ литуды мирова в блок равлен логиче лами р ЗОв ос ния.

Рас отсчет 6г (6в ку пре щью эл веденн

Для схемы когда содерж диамет тах, пр элемен ЗОг (З сектор проект ничньк вателя

При кнопки ника п поступ 35 или этом к на тин схемы) пающее ния эл (формир тием к реле 3 воды пи S-вход последн на его жительн диод 3 реле 32 во вклю время у

10

5

5

0

0

5 Q

5

0

5

0

на нее штрихов кодовой дорожки 18 С вькода преобразователя ЗОг (ЗОв) снимается сигнал, по амплитуде значительно меньший сигналов, снимаемых при освещенных эл 1ентах. Указанные информационные сигналы (меньшей амплитуды) после соответствующего формирования в прямоугольные импульсы в блоке 9 подаются на блок 10 уп- равления (фиг.1) и далее на счетно- логический блок 13. Управление циклами работы преобразователей ЗОг и ЗОв осуп1ествляется блоком 9 управления.

Рассмотрим процесс декодирования отсчетов, снимаемых с кодового лимба 6г (6в) и спроектированных на линейку преобразователя ЗОг (ЗОв) с помощью электронной схемы теодолита, приведенной на фиг. 5.

Для упрощения рассмотрения работы схемы на фиг. 5 приведен случай, когда кадр-участки диска 6г (6в), содержащие информацию о прямом и диаметрально противоположном отсчетах, проектируются на 360 единичных элементов линейки преобразователя ЗОг (ЗОв), а отрезки между двумя бис.-- секторами, равными в угловой мере l, проектируются на 240 указанных еди- ничньк элементов линейки преобразователя ЗОг (ЗОв) (фиг.4).

При нажатии кнопки 11 Г или кнопки 12 в напряжение Е - от источника питания через, вывод 9 блока 10 поступает соответственно через диод 35 или 36 на обмотку реле 32, при этом контакты реле 32 замыкаются и на тине +EQ (внутренн.ей шине питания схемы) появляется напряжение, поступающее соответственно на входы питания элементов схемы. Сигнал-импульс (формируемый кратковременным нажатием кнопки 11 или 12) с обмотки реле 32 подается одновременно на выводы питания триггеров 33 и 34 и на S-вход триггера 34, устанавливая последний в положение, при котором на его прямом выходе появляется положительный потенциал, который через диод 37 поступает на ту же обмотку реле 32, -т.е тем самым заблокирует во включенном состояний реле 32 на время указанного состояния тригге

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и предназначено для использования при угловых измерениях. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения влияния ошибок считывания. Устройство содержит горизонтальный и вертикальный диски 6 с кодовыми дорожками 18, каждая из которых выполнена в виде равномерно расположенных одинаковых пар штрихов с размещенными между ними их кодовыми идентификаторами, блоки считывания с горизонтального и вертикального дисков 6, каждый из которых выполнен в виде фотоэлектронного сканирующего узла 30 и оптической системы 19-29 последовательного формирования изображений диаметрально противоположных участков диска в плоскости сканирования, счетно-логический блок, дешифратор и цифровое табло. 5 ил.

В положениях затемнения отдельных элементов линейки преобразователя ЗОг (ЗОв) изображениями проектируемых

Сигналы с выходных контактов, кнопки 11 или. 12 поступают соответственно на S- или ЕГВХОД триггера 33,

устанашивая его в опрокинутое состояние при нажатии кнопки 11 или в исходное состояние при нажатии кнопки 12о Соотретственно в первом слу- чае по первым входам открьшаются элементы И 41 и 42 а во втором случае - элементы И 43 и 44.

Сигналомj снимаемым с общей точки соединения диодов 35 и 36 и обмотки реле 32, устанавливается в опрокинутое состояние по S-входу триггер 39 и в исходное положение по R-входу трйг-г.ер 40. Этот же сигнал через второй вход элемента ИЛИ 38 поступает а шину Сброс установки остальных лементов схемы в исходное состояие, а также на запускающий вход 3 схемы 9 управления преобразователями ЗОг (ЗОв).

Потенвдальным сигналом с прямого выхода триггера 40 по.вторым входам открываются элементы И 41 и 43, а отенциальным сигналом с его инверсного выхода по вторым входам закрываются элементы И 42 и 44 Таким образом, по первому и второму входам открыт элемент И 41, что приводит к тому, что питание поступает на осветитель 22г (прямой отсчет в блоке 5г)„

В схеме 9 управления формируются тактовые импульсы .(вывод 4 ), управляющие сигналы (вывод З ) и информационные сигналы (вьшод б ), а также сигналы управления включенных параллельно преобразователей ЗОг и ЗОв (входы-выходы l и входы-выходы 2 блока 9).

С момента подачи разрешающего сигнала на вход З схемы 9 с ее выхода 4 тактовые импульсы через вывод б блока 10 начинают поступать на первьй вход элемента И 45, в исходном состоянии закрытого по второму входу потенциальным сигналом с прямого выхода триггера 48. При появлении на выходе з схемы 9 управляющего сигнала, соответствующего началу сканируемого кадра (фиг.46,а), последний через вывод блока 10 посту- пает на S-вход триггера 48, опрокидывает его, при этом открывается по второму входу элемент И 43, в р.е- зультате чего тактовые импульсы поступают на вход, (счетный) счетчика 46, емкость которого в рассматривае- мом случае установлена равной 360, По окончании первого цикла сканирования кадра, определяемого заполнением

5

0

5

0

5

0

5

0

5

счетчика 46, на выходе последнего появляется сигнал, которьй поступает на счетный вход делителя 39 и на S-вход триггера 40, который опроки- дьшается, в результате чего элементы И 41 и 43 закрываются по вторым входам, а элементы И 42 и 44 открываются по вторым входам. Таким образом, открытым по обоим входам оказывается элемент И 42, что приводит к снятию напряжения с осветителя 22г и подаче его на осветитель 19г (диаметрально противоположного отсчета в блоке Зг). Одновременно сигнал с выхода счетчика 46 поступает через первый вход элемента ИЛИ 38, вновь при этом элементы схемы устанавливаются в .исходное состояние (кроме счетчиков 59 и 60 соответственно грубох о и точного отсчетов) и, поступив на вход блока 9, этот сигнал возвращает его в исходное положение и подготавливает к запуску по второму циклу сканирования.

Работа блока 9 управления при втором цикле сканирования не отличается от его работы, при первом цикле сканирования. При заполнении счетчика 46 и появлении на его вьксд импульса последний, поступив на счетньй вход триггера 39, опрок11дывает его и сигналом с его инверсного блока запускается схема 49 временной задержки на время, установленное для свечения индикаторов цифрового табло 15. По истечении времени задержки сигнал с выхода схемы 49 поступает на R-вход триггера 34 и возвращает его в исходное состояние, при котором потенциальный сигнал с его выхода снимается и обмотка реле 32 через ди- оД 37 обесточивается. Контакты реле 32 при этом размыкаются и питание с шины Eg снимается.

При нажатии кропки 12 В (вертикальный отсчет) работа блока аналогична при взятии горизонталъного отсчета. Отличие заключается в том, что триггер 33 при нажатии кноп ки 12 устанавливается в исходное положение, при котором открываются по первому входу элементы,И 43 и 44 и происходит соответствующая коммутация осветителей 22в и 19в в блоке Зв (вертикального отсчета).

Декодирование информации, заключенной в кадре, проектируемом на ликайку преобразователя ЗОг (ЗОв)у

13

осуществляется в два цикла скашфо вания (фиг.46). Первый цикл - это сканирование изображения участка лимба 6г (6в) с прямым отсчетом 18п второй цикл - сканирование изображения участка лимба 18 с диаметрально противоположным отсчетом 18д,

Каждый цикл начинается с поступления управляющего (запускающего) сигнала, снимаемого с вьЬсода k блока 9 (фиг.5). Управляющий сигнал опрокидывает триггер 48, потенциальным сигналом с прямого выхода которого по второму входу открывается элемент И 45 и опрокидывается по счетному входу триггер 55, который находится в таком состоянии до момента прихода управлякщего сигнала при втором цикле сканирования. Тактовые импульсы с выхода блока 9 через вывод 6 блока 10 управления поступают через открытый элемент И 45 на счетчик 46. С инверсного выхода триггера 58 сигналом-потенциалом открываются по вторым входам элементы И 57 и 53. Таким образом, элемент И 57 подготавливается для прохождения тактовых импульсов, приходящих с выхода элё14

выходе счетчика 47 совпадает с шаго , поступакнцих информационных штрихов грубого отсчета Г (фиг.4а,б), заклю ченных в биссекторе. С выхода счетчика 47 (фиг.5) импульсы подается ч рез выводы 12 и 5 блоков 10 и 13 соответственно на вход сдвигового регистра 62. На калдом из его выход IQ поочередно возникает потенциальный сигнал, открывающий соответствующий ключ электронного коммутатора 61. Одновременно по вторым входам указа ных ключей электронного коммутатора , 61 поступают информационные сигналы формируемые штрихами Г (фиг.4а,б), через элемент И 53 (фиг.5). В момент совпадения положительного потенциала на соответствующем выходе регистра 2Q 62 и каждого из указанных информационных сигналов от штрихов Г на входа соответствукнцего ключа электронного коммутатора 61)„а соответствующем его выходе появляется сигнал, 25 опрокидывающий соответствующий триггер в запоминающей суммирующей схеме 59.

Таким образом, по окончании перво го цикла сканирования на триггерах

- J --I«,... 1 ошлида зле- -1 апиривания на триггерах

мента И 45 через вьшоды 13 и 3 бло- чп схемы 59 фиксируется код, определяюVnW 1П IJT ллл « .,-.. -

ков 10 и 13 соответственно, элемент И 53 для прохояодения информационных сигналов, формируемых штрихами Тд и Т в (фиг.4б), с выхода 6 блока 9, поступающих через вывод 1 блока 13. Элемент И 50 закрьп- по второму входу до прихода информавдонного импульса, формируемого штрихом Тд бис- сектора (фиг.46), потенциалом с инверсного выхода триггера 51 (фиг.5). По приходу указанного информационного импульса с -выхода 5 блока 9 через вывод 8 блока 10 на S-вход триггера 51 последний опрокидывается и открьшает по второму входу элемент И 50, в результате чего тактовые импульсы поступают на вход счетчика 47 на шесть, что позволяет обеспечить дискретность опроса сигналов, содержащих информацию о порядковом номере биссекторов. Дискретность в шесть единичных элементов линейки преобразователя ЗОг (ЗОв) позволяет избежать возможных ошибочных отсчетов при оп- редепений номера биссектора, так как изображение соответствующих штрихов на линейке преобразователя ЗОг (ЗОв) занимает фактически один-два единичных элемента. Частота импульсов на

35

40

45

50

55

щий в двоичном коде порядковый номер сканируемого биссекто ра.

Возможна ситуация, когда биссек- тор, содержащий информацию о номере биссектора, располагается частично за пределами кадра и декодирование информации при этом начинается с части биссектора, т.е. отсчет является ошибочным (фиг.Аа, первый бис- сектор .слева). Для выявления ошибочного отсчета производится контроль наличия полного биссектора с помощью блока 52 контроля (фиг.5). В блок 52 контроля при полном биссекторе поступает сигнал с дв-енадцатого выхода регистра 62 и информационный сигнал (от второго биссекторного штриха) с выхода l блока 13. При отсутствии совпадения этих сигналов в блоке 52 контроля вырабатывается сигнал Сброс, поступающий на триггеры схемы 59, которая в результате этого подготавливается к приему сигналов полного последующего биссектора (ширина сканируемого кадра выбрана такой, что исключается возможность наличия в ней двух неполных биссекторов) . Если сиглалы биссектора поступили на схему 52 полностью, то по

1610272

14

выходе счетчика 47 совпадает с шагом , поступакнцих информационных штрихов грубого отсчета Г (фиг.4а,б), заклю- ченных в биссекторе. С выхода счетчика 47 (фиг.5) импульсы подается через выводы 12 и 5 блоков 10 и 13 соответственно на вход сдвигового регистра 62. На калдом из его выходов IQ поочередно возникает потенциальный сигнал, открывающий соответствующий ключ электронного коммутатора 61. Одновременно по вторым входам указанных ключей электронного коммутатора 61 поступают информационные сигналы, формируемые штрихами Г (фиг.4а,б), через элемент И 53 (фиг.5). В момент совпадения положительного потенциала на соответствующем выходе регистра Q 62 и каждого из указанных информационных сигналов от штрихов Г на входа соответствукнцего ключа электронного коммутатора 61)„а соответствующем его выходе появляется сигнал, 5 опрокидывающий соответствующий триггер в запоминающей суммирующей схеме 59.

Таким образом, по окончании первого цикла сканирования на триггерах

-1 апиривания на триггерах

п схемы 59 фиксируется код, определяючп схемы 59 фиксируется код, определяю .,-.. -

35

40

45

0

5

щий в двоичном коде порядковый номер сканируемого биссекто ра.

Возможна ситуация, когда биссек- тор, содержащий информацию о номере биссектора, располагается частично за пределами кадра и декодирование . информации при этом начинается с части биссектора, т.е. отсчет является ошибочным (фиг.Аа, первый бис- сектор .слева). Для выявления ошибочного отсчета производится контроль наличия полного биссектора с помощью блока 52 контроля (фиг.5). В блок 52 контроля при полном биссекторе поступает сигнал с дв-енадцатого выхода регистра 62 и информационный сигнал (от второго биссекторного штриха) с выхода l блока 13. При отсутствии совпадения этих сигналов в блоке 52 контроля вырабатывается сигнал Сброс, поступающий на триггеры схемы 59, которая в результате этого подготавливается к приему сигналов полного последующего биссектора (ширина сканируемого кадра выбрана такой, что исключается возможность наличия в ней двух неполных биссекторов) . Если сиглалы биссектора поступили на схему 52 полностью, то по

оступлении двенадцатого информацинного импульса от сканирования бис- ектора с инверсного выхода блока 52 онтроля поступает потенциал, откры-ч вающий по трет ьему входу элемент 57 для прохождения тактовых импульсов на счетчИк 60 точного отсчета, в ре зупьтате чего на счетчике 60 по окончании первого цикла сканирования содержится информация-код, соответствующая количеству импульсов, по- с упающих на счетчик 60 от момента прихода контрольного двенадцатого штриха Тg (импульса) до конца кадра при первом цикле сканирования, по окончании которого с выхода счетчика 46 поступает сигнал Сброс на счетчик 47 и регистр 62, а также на триг10

15

20

25

30

геры 48, 35 и 40, С триггера 40 поступают потенциальные сигналы на элементы И 41, 43 и 42, 44, приводящие к соответствующему переключению осветителей 22г и 19г (22в и 19в), т.е. схема подготавливается к второму циклу сканирования.

Второй цикл сканирования начинается с поступления сигнала Сброс с выхода элемента ИЛИ 38 на вход 3 блока 9, по поступлении которого с первого входа-выхода блока 9 на преобразователь ЗОг (ЗОв с второго входа-выхода блока 9) подаются сигналы управления преобразоваталем ЗОг (ЗОв) инпроизводится второй цикл ска- нирования кадра, подобный сканированию его при первом цикле. Управляю- . щий импульс с выхода блока 5 через вывод 7 блока 10 поступает на вход триггера 48, который опрокидывается и открывает путь для прохождения тактовых импульсов через элемент И 45 на счетчик 46. Триггер 55 возвращается в исходное положение, при этом опрокидывается триггер 56. Элемент И 57 закрывается, а элемент И 58 открывается. Тактовые импульсы через элемент И 45 поступают на счетчик 46 и через открьп-ьй элемент И 58 подаются на счетчик 60 точного отсчета, в котором суммируются с результатами первого цикла сканирования. По приходу .информа15 онного импульса, сформированного штрихом TQ, опрокидыва40

45

ется триггер 51 (фиг.5), открывающий при этом элемент И 50, и тактовые импульсы поступают через счетчик 47 на сдвиговьй регистр 62, при этом элемент И 53 закрыт потенциалом с

0

5

0

5

0

40

45

50

55

инверсного выхода триггера 55 и сигналы на электронный коммутатор 61 не поступают. Не снимаются при этом и сигналы с выхода электронного . коммутатора 61 Сигнал с двенадцатого выхода регистра 62 подается на блок 52 контроля, в котором осуществляется, как и в первом цикле сканирования, опредепёние полноты содержания биссектора, В блоке 52 осуществляется также сравнение младших разрядов прямого и диаметрально противоположных грубых отсчетов (порядкового номера биссектора). К вычислению принимается информация биссектора диаметрально противоположного грубого отсчета, младший разряд грубого отсчета.которого равен соответствующему младшему разряду прямого отсчета. Состояние младшего разряда грубого отсчета биссектора при первом цикле сканирования зафиксировано в блоке 53 сравнения. При втором цикле сканирования через элемент И 54, ат- крытый по второму входу потенциалом с инверсного выхода триггера 56, в момент совпадения сигнала с выхода -К регистра 62 (соответствующего младшему разряду, кода отсчета) и информа- 15ИОННОГО сигнала, поступающего с вьг- хода г блока 13 на первый вход элемента И 54, поступает .сигнал в блок 63. сравнения. При совпадении потенциалов сигналов младших разрядов кода в блок 52 контроля поступает раз- решаюший сигнал, и при наличии сигнала о приходе двенадцатого контрольного импульса с выхода блока 52 выдается сигнал, закрывающий по третьему входу элемент И 58.

Поступление тактовых импульсов при этом на счетчик 60 точного счета и.их суммирование с импульсами, поступившими в него при первом цикле сканирования, прекращается. Таким образом, точный отсчет определяется суммой тактовых импульсов, поступивших на счетчик 60 точного отсчета за время двух циююв сканирования - при первом цикле сканирования от момента прихода контрольного импульса (Т) до конца сканирования кадра - (отрезок А на фиг.4б), при втором цикле Сканировать от начала скани- рования кадра до поступления контрольного импульса Тд (отрезок В на фиг.46), .

17,

Емкость счетчика 60 точного отсче га в рассматриваемом примере равна 400, что соответствует дискретности отсчета 7,5. При переполнении счетчика 60 точного отсчета с его выхода на схему 59 запоминания и суммирования поступает сигнал -i-i который прибавляется к отсчету, хранящемуся в указанном счетчике 60.

Сигналы со счетчика 60 точного отсчета и схемы 59 запоминания и суммирования через выводы б и 7 блока 13 подаются соответственно на входы дешифратора 14, в котором преобразуются в код индикаторов цифрового табло 15, на которое они подаются с вьшодов дешифратора 14.

3 электронном теодолите применены преобразователи угол-код позиционно-- го типа, т.е. снимаемый отсчет не зависит от предьздущих отсчетов и не влияет на последующие, что позволяет включить источник питания только на время взятия отсчетов и их индикации на цифровом табло. Применение кодовых элементов, каждый из которых содержит фактически по одной кодовой штриховой дорожке, позволяет использовать в качестве сканирующего устройства одноканальный линейный преобразователь типа ПЗС (в.данной конструкции применен преобразователь К1200Щ111). Разделение каналов гори027218

зонтального и вертикального отсчетов до получения информационных электрических импульсов обеспечивает повыше ние технологичности изготовления теодолита, что обусловливает простоту в изготовлении и надежность в работе теодолита.

0

5

0

5

0

Формула изобретения Электронный теодолит, содержащий горизонтальный и вертикальный диски с кодовыми дорожками, блоки считывания с горизонтального и вертикального дисков, каждый из которых выполнен в виде фотоэлектронного сканирующего узла и оптической системы формирования изображений диаметрально противополгагчых участков диска в плоскости сканирования, счетно-логический блок, дешифратор и цифровое табло, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности за счет уменьшения ошиЬок считывания, каждая кодовая дорожка выполнена в виде равномерно расположенных одина- ковьсх пар штрихов, между которыми размещены их кодовые идентификаторы, а каждый из блоков считывания выполнен с возможностью последовательного оптического сопряжения изображений диаметрально противоположных участков диска с плоскостью сканирования.

в . I

Ъ г т§Та г Tg Тл г п

/ 1/1 / /

л

Гаггг 2 г 2 с г