Устройство контроля дальномера Советский патент 1977 года по МПК G01S7/40 

1

Изобретение относится к радиотехнике и радионавигации.

Известно устройство контроля дальномера, содержащее приемо-иередающий блок, дальномер, датчик кода, блок онроса, два блока блокировки, генератор синхронизирующих импульсов, счетчик дальности, два блока переписи, реверсивный счетчик, триггер реверса, три блока задержки, схему совпадения, элемент Р1ЛИ и блок индикации, причем выходы датчика кода соединены с первым блоком блокировки, а выходы дальномера подключены через последовательно соединенные первый блок переписи, второй блок блокировки, реверсивный счетчик и второй блок переписи к блоку индикации, выход генератора синхронизирующих импульсов соединен с входом счетчика дальности, а также со счетным входом реверсивного счетчика через последовательно соединенные схему совнадения и элемент ИЛИ, выходы триггера реверса соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика и входом второго блока переписи, выход счетчика дальности подключен к входу генератора синхронизирующих импульсов, к входу приемо-нередаюи1.его блока, а также через первый блок задержки к соответствующему входу первого блока переписи, выход приемо-пе)едающего блока соединен с вторым входом генератора синхронизирующих импульсов, с

входом блока онроса и с первым входом триггера реверса, второй вход приемо-передающего блока соединен с выходом дальномера, выход блока опроса подключен к входу датчика кода, второй выход приемо-передающего блока соединен с входом дальномера, соответствующий выход реверсивного счетчика соединен с вторым входом триггера реверса и с входом второго блока задержки.

Однако известное устройство имеет низкую точность контроля.

Цель изобретения - повыщение точности контроля.

Для этого в предлагаемое устройство контроля дальномера введены управляющий триггер, второй элемент ИЛИ и вторая и третья схемы совпадения, причем единичный выход управляющего триггера соединен с соответствующими входами обоих блоков блокировки и с вторыми входами первой и третьей схем совпадения, нулевой выход управляюил,его триггера соединен с вторым входом второй схемы совпадения, выход счетчика дальности подключен к первым входам второй и третьей схем совпадения, единичный вход управляющего триггера соединен с выходом второго блока задержки, а нулевой вход - с установочным входом реверсивного счетчика, а также с выходом третьего блока задержки, выход третьей схемы поппадения соединен с соответствующим входом второго блока переписи и с входом третьего блока задержки выход второй схемы совпадения соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выходы первого блока блокировки и выходы первого блока переписи через второй элемент ИЛИ соединены с входами разрядов счетчика дальности.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство контроля дальномера содержит приемо-передающий блок 1, дальномер 2, датчик кода 3, блок опроса 4, первый и второй яблоки блокировки 5 и 6, генератор синхронизируюш,их импульсов 7, счетчик дальности 8, первый и второй блоки переписи 9 и 10, реверсивный счетчик 11, триггер реверса 12, первый, второй и третий блоки задержки 13, 14 и 15, первую, вторую и третью схемы совпадения 16, 17 и 18, первый и второй элементы ИЛИ 19 и 20, блок индикации 21 и управляющий триггер 22, причем выходы датчика кода 3 соединены с первым блоком блокировки 5, выходы дальномера 2 подключены через последовательно соединенные первый блок переписи 9, второй блок блокировки 6, реверсивный счетчик И .и второй блок переписи 10 к блоку индикации 21, выход генератора синхронизирующих импульсов 7 соединен с входом счетчика дальности 8, а также со счетным входом реверсивного счетчика 11 через последовательно соединенные первую схему совпадения 16 и первый элемент ИЛИ 19, выходы триггера реверса 12 соединены с соответствующими (Входами реверсивного счетчика 11 и входом второго блока переписи 10, выход счетчика дальности 8 соединен с входом гене.ратора синхронизирующих импульсов 7, с входом приемо-передающего блока 1, а также через первый блок задержки 13 с соответствующим входом первого блока переписи 9, выход приемо-передающего блока 1 соединен с вторым входом генератора синхронизирующих импульсов 7, с входом блока опроса 4 и первым входом триггера реверса 12, второй вход приемо-передающего блока 1 соединен с выходом дальномера 2, выход блока опроса 4 соединен с входом датчика кода 3, второй выход приемо-передающего блока 1 соединен с входом дальномера 2, соответствующий выход реверсивного счетчика 11 соединен с вторым входом триггера реверса 12 и с входом второго блока задержки 14, единичный выход управляющего триггера 22 соединен с соответствующими входами первого и второго блоков блокировки 5 и 6 и с вторыми входами первой и третьей схем совпадения 16 и 18, нулевой выход управляющего триггера 22 соединен с вторым входом второй схемы совпадения 17, выход счетчика дальности 8 соединен с первыми входами второй и третьей схем совпадения 17 и 18, единичный вход управляющего триггера 22 соединен с выходом второго блока задержки 14, а нулевой вход - с установочным входом реверсивного счетчика

11, а также с выходом третьего блока задерж ш 15, выход третьей схе.мы совпадения 18 соединен с соответствующим входом второго блока переписи 10 и входом третьего блока задержки 15, выход второй схемы сонпадеинн 17 соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 19, выход первого блока блокировки 5 и выходы первого блока переписи 9 через второй элемент ИЛИ 20 соединены с входами разрядов счетчика дальности 8.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии генератор синхронизирующих импульсов 7 не работает и на его выходе импульсы отсутствуют. Счетчик дальности 8, реверсивный счетчик И, управляющий триггер 22 и триггер реверса 12 после лодачи напряжения находятся в произвольном состоянии.

Работа устройства контроля дальномера происходит в два этапа. На первом этане происходит суммирование погрешностей разовых измерений. На втором этапе происходит усреднение накопленной погрешности и индикация ее.

Этапы работы устройства определяются состояниями управляющего триггера 22. Если после включения устройства управляющий триггер 22 оказывается в состоянии, при котором открыты схемы совпадения 16, 18 и блоки блокировки 5 и 6, а схема совпадения 17 закрыта, то при появлении запросного импульса дальномера 2 выходным импульсом приемо-передающего блока 1 осуществляются опрос датчика кода 3 через блок опроса 4 и запуск генератора синхронизирующих импульсов 7.

Кроме того, импульсом с выхода приемо-передающего блока 1 устанавливается триггер реверса 12 в состояние, обеспечивающее работу реверсивного счетчика 11 на вычитание.

В момент опроса датчика кода 3 код, соответствующий имитируемой дальности, с его выходов через блок блокировки 5 и элемент ИЛИ 20 записывается в разряды счетчика дальности 8.

После записи кода в счетчик дальности 8 на его вход -начинают поступать синхронизирующие импульсы с выхода генератора синхронизирующих импульсов 7, период которых соответствует определенным интервалам имитируемой дальности (метрам или десяткам метров).

Счетчик дальности 8 работает до переполнения, в момент которого на его выходе появляется импульсный сигнал. Этот сигнал ностунает в приемо-передающий блок 1, формируется и транслируется к дальномеру 2 и в генератор синхронизирующих импульсов 7, где прекращает подачу синхронизирующих импульсов. Величина задержки импульса на выходе счетчика дальности соответствует имитируемой дальности и зависит от кода, выдаваемого датчиком кода 3. Так как счетчик дальности 8 работает до переполнения, то, задавая различные значения кода с выхода датчика кода 3, получают различные величины задержки ответного импульса и, следовательно, .различные значения дальности.

Во время работы генератора синхронизирующих импульсов 7 с его выхода синхронизирующие импульсы, кроме того, поступают через схему совпадения 16 и элемент ИЛИ 19 на вход реверсивного счетчика 11.

Реверсивный счетчик 11 начинает работать на вычитание с произвольного состояния, так как после включения устройства на него не было подано установленного импульса. Реверсивный счетчик И работает до появления импульса ответа дальности (до прекращения работы генератора синхронизирующих импульсов 7). После прекращения работы генератора синхронизирующих импульсов 7 в реверсивном счетчике 11 оказывается некоторое случайное значение кода, не несущее информацию о контролируемой величине.

Импульсом ответа дальности с выхода счетчика дальности 8 через схему совпадения 18 и блок задержки 15 устанавливается в исходное состояние управляющий триггер 22 и реверсивный счетчик 11. После установки управляющего триггера 22 в исходное состояние закрываются схемы совпадения 16, 18, блоки блокировки 5, 6 и открывается схема совпадения 17.

Импульсом с выхода счетчика дальности 8 через блок задержки 13 происходит перепись кода с выхода дальномера 2, поступающего через блок переписи 9 и элемент ИЛИ 20 в разряды счетчика дальности 8.

Таким образом после прихода первого запросного импульса дальномера 2 устройство контроля дальномера подготавливается к первому этапу работы, суммированию погрещностей разовых измерений дальномера.

После прихода очередного запросного импульса дальномера 2 и запуска генератора синхронизирующих импульсов 7 счетчик дальности 8 начинает работать с состояния, определяемого кодом, записанным с выходов дальномера 2. Этот код несет информацию о величине, измеренной в дальномере 2. Эта величина равна алгебраической сумме величины имитируемой дальности и величины погрещности измерения в дальномере 2.

В момент переполнения счетчика дальности 8 появляется импульс ответа, величина задержки которого соответствует коду, записанному с выходов дальномера 2. Этот импульс через приемо-передающий блок 1 поступает в дальномер 2, прекращает работу генератора синхронизирующих импульсов 7 и через схему совпадения 17 и элемент ИЛИ 19 поступает на вход реверсивного счетчика 11.

Реверсивный счетчик И работает в режиме вычитания, определяемом триггером реверса 12, состояние которого устанавливается запросным импульсом с выхода прИемо-передающего блока 1.

Кроме того, ответным импульсом через блок задержки 13 код дальномера 2 вновь переписывается в разряды счетчика дальности 8 к несет информацию об измеренном значении дальности. Величина измеренной дальности при этом равна алгебраической сумме величины имитируемой дальности и величин погрещностей двух измерений.

После появления импульса с выхода счетчика дальности 8 в реверсивном счетчике 11 значение кода уменьщается на единицу.

После появления следующих запросных имп льсов устройство контроля дальномера работает аналогично. Ответным импульсом каждый раз переписывается код нового измеренного значения дальности с выходов дальномера 2. Каждому новому значению кода соответствует новое имитируемое значение дальности. Это значение дальности вновь измеряется дальномером 2 с некоторой погрещностью и в виде кода переписывается очередным ответным импульсом в разряды счетчика дальности 8.

Каждый ответный импульс поступает в реверсивный счетчик 11 и уменьщает значение его кода на единицу.

По мере поступления запросных импульсов в счетчике дальности 8 каждый раз записываются разные значения кода, отличающиеся друг от друга на величину погрещности измерения в дальномере 2. В результате нескольких измерений в счетчике дальности 8 записывается код, соответствующий алгебраической сумме первоначально имитируемой дальности, задаваемой датчиком кода 3, и п-го количества погрешностей измерения дальномера

2, п погрещностей накапливается в коде счетчика дальности 8 после п циклов измерения (после прихода п запросов и получения п ответов) .

Количество циклов измерения п фиксируется реверсивным счетчиком 11, работающим на вычитание. В реверсивном счетчике 11 перед началом первого этапа импульсом с выхода блока задержки 15 записывается число (п-1) (в коде счетчика дальности 8 к этому моменту уже имеется одна погрещность дальномера 2). Так как реверсивный счетчик И работает на вычитание, то после каждого ответного импульса с выхода счетчика дальности 8 число, записанное в реверсивном счетчике 11,

уменьщается на единицу.

После прихода (п-1) импульсов ответа дальности (после п циклов измерения) в реверсивном счетчике 11 появляется нулевое состояние. В этот момент на выходе реверсивного счетчика 11 появляется импульс запуска триггера реверса 12. Этот импульс через блок задержки 14 устанавливает управляющий триггер 22 в противоположное состояние. При этом закрывается схема совпадения 17 и открываются схемы совпадения 16, 18 и блоки блокировки 5, 6. Задержанным (п-1)-м ответным импульсом с выхода блока задержки 13 через блок переписи 9 и блок блокировки 6 код дальномера 2 переписывается в разряды реверсивного счетчика П. Этот код -несет

информацию об алгебраической сумме величины имитируемой дальности и величин п иогрешностей измерения дальномера 2. Очередной импульс заироса с выхода дальномера 2, нройдя приемо-передающий блок 1 и блок опроса 4, переписывает код датчика кода 3 через блок блокировки 5 и элемент ИЛИ 20 в разряды счетчика дальности 8. С выхода генератора синхронизирующих импульсов 7 последовательность импульсов постуиает на вход счетчика дальности 8 и через схему совпадения 16 и элемент ИЛИ 19 на вход реверсивного счетчика 11. В момент переполнения счетчика дальности 8 на его выходе появляется импульс, величина задержки которого соответствует эталонной имитируемой дальности. Этим импульсом останавливается работа генератора синхронизируюпдих импульсов 7.

Реверсивный счетчик 11 за время работы генератора синхронизирующих импульсов 7 работает на вычитание, уменьщая значение кода, записанное в нем.

Количество имиульсов где Тр - временной интервал, соответствующий имитируемому значению дальности; Т - период повторения импульсов на выходе генератора синхронизирующих импульсов 7 (метки времени) с выхода генератора синхронизирующих импульсов 7, поступающих на вход реверсивного счетчика 11, несет информацию о величине эталонной имитируемой дальности.

Количество разрядов счетчика дальности 8, реверсивного счетчика 11 и дальномера 2 одно и то же.

Численное значение Р кода, записанного в разряды реверсивного счетчика 11, к моменту запуска генератора синхронизирующих импульсов 7 равно

),

где М{ - число кода, несущего информацию об измеренном значении дальности в /-М цикле измерения и снимаемого с выходов дальномера 2; л - количество циклов измерения. После окончания работы генератора синхронизирующих импульсов 7 (появления импульса ответа дальномеру 2 с выхода счетчика дальности 8) в реверсивном счетчике 11 остается код числа, несущего информацию о сумме погрещностей измерения за п циклов и равного

U, MI.

Знаки « + и «- в формуле говорят о знаке суммарной погрещности и фиксируются состоянием триггера реверса 12. Если число Р больше числа Л, то после появления ответного импульса дальномеру 2 в реверсивном счетчике 11 остается число АР. Так как реверсивный счетчик 11 не переполняется, то триггер ревс|са 12 остлсчся в исходном состоянии и его вылогло/ снгн; л при этом обозначает знак

« + суммарной погрешности. Если число Р меньше числа Л , то до иоявления ответного и.мпульса дальномеру 2 реверсивный счетчик 11 переполняется и срабатывает триггер реверса 15. После этого счетчик II работает на сложение до появления ответного имиульса, при этом в нем остается также число АР. Триггер реверса 12 находится в противоположном состоянии, и его выходной сигнал обозначает знак «- сум.марной погрещности. При равенстве чисел Р и ;V в реверсивном счетчике 11 остается число ЛР 0.

Код числа АР с выходов реверсивного счетчика И несет информацию о сумме п погрещностей измерений.

Величина средней погрещности б за л измерений равна

. АР

N

Код, соответствующий числу б, снимается с выходов реверсивного счетчика 11, начиная с номера разряда, равного logon.

Для упрощения устройства число л выбирается кратным двум (л 2, 4, 8).

Сигналы с выходов реверсивного счетчика 1 и с выхода триггера реверса 12, несущие информацию о .величине погрещ)шсти дальномера 2 и ее знаке, через блок переписи 10 поступают в блок индикации 21. Перепись осуц ествляется ответным импульсом, постунающи.м с выхода счетчика дальности 8 через схему совпадения 18.

После переписи этот импульс, пройдя блок задержки 15, возвращает управляющий триггер 22 в исходное состояние, и в реверсивном счетчике 11 записывается число (л-1). Сигналами управляющего триггера 22 закрываются блоки блокировки 5 и 6 и схемы совпадения 16 и 18. И.мпульсом ответа дальности через блок задержки 13 переписывается пер:вое измеренное значение дальности с выходов дальномера 2 в счетчик дальности 8. Далее весь цикл суммирования погрешностей и их усреднение происходит аналогично описанному.

Величины задержки /ь t и /з соответственно в блоках задержки 13, 14 и 15 выбираются из условий.

гз5гт„4- + ,

где т„ - длительность импульса на выходе

счетчика дальности 8;

т„ - вре.мя, необходимое на перепись кода в блок индикации 21;

Ттр- время, необходимое па срабатывание управляющего триггера 22.

Формула изобретения

Устройство контроля дальномера, содержащее приемо-персдаю1ций блок, дальномер, датчик кода, блок опроса, два блока блокирО:5ки, оператор синхронизирующих импульсов, счетчпк дальности, два блока переписи, реверсивный счетчик, триггер реверса, три блока задержки, схему совпадения, элемент ИЛИ и блок индикации, причем выходы датчика кода соединены с первым блоком блокировки, а выходы дальномера подключены через последовательно соединенные первый блок переписи, второй блок блокировки, реверсивный счетчик и второй блок переписи к блоку индикации, выход генератора синхронизирующих импульсов соединен с входом счетчика дальности, а также со счетным входом реверсивного счетчика через последовательно соединенные схему совпадения и элемент ИЛИ, выходы триггера реверса соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика и входом второго блока переписи, выход счетчика дальности соединен с входом генератора синхронизирующих импульсов, с входом приемо-передающего блока, а также через первый блок задери ки с соответствующим входом первого блока переписи, выход приемо-передающего блока соединен с вторым входом генератора синхронизующих импульсов, с входом блока опроса и с первым входом триггера реверса, второй вход приемо-передающего блока соединен с выходом дальномера, выход блока опроса соединен с входом датчика кода, второй выход приемо-передающего блока соединен с входом дальномера, соответствующий выход реверсивного счетчика соединен с вторым входом триггера реверса и с входом второго блока задержки, от л и чающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, введены управляющий триггер, второй элемент ИЛИ и вторая и третья схемы совпадения, причем единичный выход управляющего триггера соединен с соответствующими входами обоих блоков блокировки и с вторыми входами первой и третьей схем совпадения, нулевой выход управляющего триггера соединен с вторым входом второй схемы совпадения, выход счетчика дальности соединен с первыми входами второй и третьей схем совпадения, единичный вход управляющего триггера соединен с выходом второго блока задержки, а нулевой вход - с установочным входом реверсивного счетчика, а также с выходом третьего блока задержки, выход третьей схемы совпадения соединен с соответствующим входом второго блока переписи и с входом третьего блока задержки, выход второй схемы совпадения соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выходы первого блока блокировки и выходы первого блока переписи через второй элемент ИЛИ соединены с входами разрядов счетчика дальности.