Устройство для определения углов наклона объектов Советский патент 1976 года по МПК G01C9/12 

ход триггера через формирователь и линию задержки связан с входом установки нуля реверсивного счетчика, соединенного с блоком индикации, вход разрешения переписки которого подключен к выходу формирователя и тем, что маятник подвешен на изохронном подвесе.

Повышение точности и быстродействия основано на использовании динамического режима работы устройства. Применение изохронного подвеса маятника повышает точность определения углов наклона за счет снижения влияния внешних помех и вибраций.

Автоматическое запирание входа реверсивного счетчика на время генерации лазера, осуществляемое трехвходовыми схемами совпадения, позволяет дополнительно повысить точность путем исключения влияния нестабильности работы управляющего триггера и схемы переписи и установки нуля.

На чертеже представлены оптическая и электронная части предлагаемого устройства.

Оптическая часть устройства включает в себя корпус 1, на нем жестко укреплены трубка лазера 2 и неподвижное зеркало 3, которые совместно с подвижным зеркалом 4, закрепленным на изохронном маятнике 5, образуют резонатор оптического квантового генератора. Колебательная система изохронного маятника связана с блоком 6 возбуждения колебаний, производящим в затухающие колебания относительно положения равновесия, соответствующего настройке оптического резонатора и генерации оптического излучения.

Неподвижное зеркало 3 обращено к фотодетектору 7, выход которого подключен к счетному входу триггера 8 и первым входам трехвходовых схем совпадения 9 и 10, вторые входы которых подключены к генератору 11 импульсов, а третьи входы соединены соответственно с единичным и нулевым выходом триггера 8.

Выходы схем совпадения подключены к входам сложения и вычитания быстродействующего реверсивного параллельного счетчика 12 импульсов, вход установки нуля последнего через линию задерл ки 13 связан с выходом формирователя 14, вход которого подключен к нулевому выходу триггера 8. Выход реверсивного счетчика 12 связан с блоком 15 индикации, содержащим приемный регистр, соединенный входом решения переписи с выходом формирователя 14.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Подвижное зеркало 4, закрепленное на изохронном маятнике 5, приводится в колебательное движение блоком 6 возбуждения колебаний. При прохождении положения равновесия, при котором зеркало 4 становится параллельным зеркалу 3, лазер генерирует оптический импульс, фиксируемый фотодетектором 7. При колебании зеркала 4 на выходе фотодетектора 7 появляются электрические импульсы. Если устройство горизонтально и

зеркало 4 колеблется относительно положения равновесия, совпадающего с направлением земной вертикали, то длительность интервалов между импульсами постоянно равна-

где Т - период колебаний.

Электрические импульсы отрицательной полярности, соответствующие моменту генерации лазера, с выхода фотодетектора 7 поступают на счетный вход триггера 8, управляющего схемами совпадений 9 и 10, которые запираются отрицательными импульсами на время импульса генерации оптического излучения. Если исходный электрический импульс

устанавливает триггер 8 в нулевое состояние, то после его окончания на выходе схемы совпадения 10 появляются импульсы от генератора И, которые поступают на вход суммирования реверсивного счетчика 12. Второй электрический импульс на выходе фотодетектора переводит триггер 8 в единичное состояние, и импульсы заполнения в течение второй половины периода с выхода схемы совпадения 9 поступают на вход вычитания реверсивного

счетчика 12.

Следующий электрический импульс запирает схемы совпадения 9 и 10 и устанавливает триггер 8 в нулевое состояние, при этом

на выходе формирователя появляется импульс, поступающий на вход разрешения переписи блока 15 индикации. При поступлении этого импульса содержимое счетчика 12 переписывается в блок 15 индикации, индицируется на

табло или фиксируется в памяти. Импульс с выхода формирователя 14 одновременно через линию задержки 13 поступает на вход установки нуля реверсивного счетчика 12. Длительность задержки выбирается таким образом,

чтобы установка нуля произошла после момента переписи содержимого счетчика и раньше момента окончания оптического импульса, иосле которого счетчик вновь начинает заполняться через схему совпадения 10.

Далее работа устройства протекает аналогичным образом.

При строгой горизонтальности устройства количество импульсов заполнения, поступающих на вход суммирования реверсивного счетчика 12, равно количеству импульсов, поступающих на вход вычитания.

В этом случае в блоке индикации фиксируется «О, что свидетельствует о том, что длительность первого полуиериода равна длительности второго полупериода.

При наклоне устройства маятник колеблется относительно положения равновесия, совпадающего с направлением земной вертикали, но сдвинутого относительно плоскости неподзнжного зеркала 3 на угол ос, где а - угол н; клона устройства. В этом случае интервалы времени между импульсами не равны и в блок индикации переписывается число, величина 1 знак которого соответствуют углу наклона.