Отсчетное устройство кодовогоТЕОдОлиТА Советский патент 1981 года по МПК G01C1/06 

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и предназначено для декодирования результатов измерения кодовых теодоли тов . Известно устройство для декодирования результатов измерений кодов теодолитов с неподвижными фотоэлектрическими регистраторами оптически кодовых сигналов l и устройства, содержащие сканирующий блок фотоэлектрических регистраторов, которы позволяет производить измерение углов с точностью до долей шага штрихов кодовой дорожки младшего разряда. Недостатком таких устройств являются относительно невысокие точность и быстродействие, а также кон структивная сложность. Известно устройство, содержащее лимб со штрихами радиального кодового растра, оптическую систему для формирования изображений диаметраль но противоположных участков растра в плоскости сканирования, сканирующий блок, подключенный к счетным схемам грубого и точного отсчета и блок управления,- соединенный со счетными схемами 2. Недостатком этого устройства является ограничение по точности и быстродействию. Ограничение по точности вызвано технологическими труд-. ностями квантования младшего разряда кодовой дорожки растра . Кроме того, при снятии информации с кодового растра необходимо иметь в поле зрения отсчетной диафрагмы не менее трех фотоэлектрических регистраторов. Последнее обстоятельство усложняет конструкцию устройства и ухудшает его быстродействие. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия устройства. Это достигается тем, что в отсчетное устройртво введены штриховая решетка, пороговое устройство, электронный коммутатор, элемент задержки и генератор квантующих импульсов . На фиг. 1 изображена функциональная схема отсчетного устройства; на фиг.2а т штриховая решетка с образованными на ней картинами растрового сопряжения участков I и II и кривые пропускания по строке на этих участках и Cj соответственно; на фиг. 26 - последовательность

ормирования электрических сигналов, оступающих на счетные схемы грубоо и точного отсчетов; на фиг. 2вормирование счетных импульсов в схее грубого отсчета; на фиг. 2г ормирование счетных импульсов в хеме точного отсчета.

Отсчетное устройство (фиг. 1) соержит лимб 1 со штрихами радиальноо растраJ оптическую систему 2, триховую решетку 3, расположенную в плоскости сканирования, сканируюий блок 4 выполненный в виде переающей телевизионной трубки с бло- ком разверток, пороговое устройство 5, электронный коммутатор 6, элемент згщержки 7, счетную схему 8 грубого отсчета, счетную схему 9 точного отсчета, генератор 10 квантующих импульсов 1 и блок управления 11.

Работает отсчетное устройство следующим образом.

Изображения диаметрально противоположных участков растра, нанесенного на лимбе 1, формируются оптической системой 2 на штриховой решетке 3, в результате чего образуются комбинационные полосы растрового сопряжения (фиг. 2а), т.е. картины участков 1 и II с переменным пропусканием светового потока по строке. Эти картины растрового сопряжения сканируются передающей телевизионной трубкой сканирующего блока 4. Телевизионные сигналы и, и UK, соответствующие участкам 1 и II штриховой решетки 3, подаются на пороговое устройство 5, которое формирует прямоугольные импульсы и и U2f причем период этих импульсов по строке пропорционален шагу комбинационных полос растрового сопряжения (см. фиг. 2а и 2б). Выход порогового устройства 5 подключен к входу электронного коммутатора 6, который разделяет сигналы и. и и от участков I и II шриховой решетки 3 на два канала. Электронный коммутатор 6 управляется синхроимпульсами с блока разверток сканирующего блока 4. После электронного коммутатора 6 в канал, который сканируется первым, включен элемент задержки 7 с временем згщержки, равным периоду строчной развертки. Задержка необходима для приведения сигналов и и 1% .(фиг. 2б) к общему началу отсчета по времени.Далее сигналы U/j N Ujпоступают на счетные схемы груеого 8 и точного 9 отсчетов.

При вращении лимба 1 комбинацмониые участки I и 11 (фиг. 2а) движутся навстречу друг другу, в результате чего сигналы и и U будут менять взаимную разность фаз (t var),npH этомfC Af tit . Задача счетной схемы 8 грубого отсчета заключается в формировании и подсчете импульсов совпадения фаз сигналов и/) и 1)2 I т.е. при д 0. Эта задача решается следующим образом. Входами счетной схемы 8 грубого отсчета служат входы фазового дискриt минатора импульсов (ФДИ), на входе которого вьщеляется сигнал и,, пропорциональный разности фаз f сигналов и и УЗ. (фиг. 2в). Далее сигнал Uj поступает на преобразователь 0 последовательно преобразующий его в сигналы U4 и Ug и формирующий на- двух выходах суммирующие U, и вычитающие Lly импульсы, которые соответствуют значению 1)0 (т.е. 0) и различаются только знаком. Сигнал

и. также поступает на дифференцирующий операционный усилитель (ДОУ), где выделяется сигнал Ug, пропорциональный производной сигнала Uo. Сигнал Ug поступает на вход порогового устройства ПУ2, на выходе которого формируются прямоугольные импульсы УдТОй или иной полярности (V и V на фиг. 2в) в зависимости от значений производной сигнала Uj (кривые Ifl или 1У сигнала Ue)

Суммирующие импульсы У поступают на одну схему совпадения, а вычитающие импульсы U,f - на другую, при этом на обе схемы совпадения

Q поступают импульсы знака У, а их выходы подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика (РСИ) соответственно, в зависимости от полярности сигнала U9

с будут проходить или суммирующие У

или вычитающие У импульсы совпадения фаз. Полярность сигнала У зависит от направления изменения разности фаз Ь. , что определяется направлением вращения лимба 1.

40 Счетная схема 9 точного отсчета определяет значение разности фаз Д между сигналами Ц и УЗ: в данный момент времени в долях периода этих импульсов. Квантование периода осуществляется генератором 10 квантующих импульсов . Как видно из фиг. 1, входами счетной схемы 9 точного отсчета являются входы преобразователей F и F , которые вырабатывают

jQ импульсы и v малой длительности с периодом импульсов lij и У2 и их взаимной фазой л . Далее импульсы и и.( поступают на входы 1К-триггера, который формирует прямоугольные импульсы . пропорциональные разности фаз сигналов и и Ug.

Импульсы проходя через схему совпадения совместно с квантующими импульсами Щ- с генератора 10,

60 образуют на выходе схемы совпадения пачки счетных импульсов У , которые поступают в счетчик (СЧ). Счетчиком СЧ счетной схемы 9 точного отсчета и реверсивным счетчиком (РСИ) счетной схемы 8 грубого отсчетауправляет блок управления 11.

Введение штриховой решетки для получения картины растрового сопряжения позволяет увеличить точность за счет высокой чувствительности растрового сопряжения и улучшает энергетические соотношения в системе вследствие увеличения шага штриховой решетки.

Применение в качестве фотоэлектрических регистров передающей телевизионной трубки существенно повышает быстродействие отсчетного устройства.

Формула изобретения

Отсчетное устройство кодового теодолита, содаржащее лимб со штрихами радиального растра, оптическую систему для формирования изображений диаметрально противоположных участков растра в плоскости сканирования, сканирующий блок, подключенный к счетным схемам грубого и точного отсчетов, и блок управления.

соединенный со счетными схемами, отличающееся тем, что, с целью повышения точности быстродействия и упрощения конструкции, в него введены штриховая решетка, пороговое устройство, электронный коммутатор, элемент задержки и генератор квантующих импульсов, причем штриховая решетка установлена в плоскости сканирования, выход Q сканирующего блока, выполненного в виде передающей телевизионной трубки с блоком разверток, под- , ключен к пороговому устройству, соединенному с входом электронного коммутатора, который связан цепью управления с блоком разверток, при этом одна из связей его со счетными схемами выполнена через элемент задержки, а к счетной схеме точного отсчета подключен генератор квантующих импульсов.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 315918, кл. G 01 С 1/02, 1974. 5 2.Авторское свидетельство СССР № 387209, кл. 6 01 С 1/06, 1973.

,

LZIZI.

щ

IL.. Щ71 |Т ГП

ЧМ М I- .

Vg

;

i/.

П 1г ,

Un

JGО.

/:-,

,

h П П

U U

. „

-- l,V

n n

t1 1-7-1

V/

4г.