Устройство для измерения полярных координат Советский патент 1981 года по МПК G06K11/06 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для оперативного преобразования и ввода в ЭВМ сложной графической информации. Оно может быть эффективно использовано в различных специализированных устройствах картографии, геодезии и управлении движущимися объектами на плоскости.

Известно устройство для измерения полярных координат, содержащее планшет, в одной плоскости с которым расположены блоки регистрации световых лучей, световой карандаш, плоские зеркала и блок измерения координат, при этом блоки регистрации световых лучей выполнены в виде вращающихся светопроницаемых барабанов со светочувствительными элементами, окна прозрачности которых через плоские зеркала оптически связаны со световым карандашом, выход каждого блока регистрации световых лучей соединен с блоком измерения координат Ш.

Недостатком устройства является невысокая точность, обусловленная определением двух угловых величин, а также необходимостью вычислительного процесса для преобразования угловых величин в полярные или декартовые координаты и низкое быстродействие, вызванное использованием подвижных механических узлов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее съемник координат, соединенный с усилителем и с генератором одиночных импульсов, счетчики, подключенные

10 к генератору -одиночных импульсов и через элементы И к генератору импульсов, генератор синусоидальных колебаний , соединенный через ключ с датчиком импульсов электромагнитного поля, триггер и логические блоки 2}.

15

Недостаток устройства заключается в невысокой точности.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

20

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее съемник координат, соединенный с усилителем, подключенным к первому триггеру, и с генератором одиночных импульсов,

25 подключенным к первому и второму счетчикам и к первому триггеру, первый элемент И, соединенный с генераторрм импульсов, с первым триггером и с первым счетчиком,второй элемент

30 И, входы которого подключены к генератору импульсов и к первому триггеру , а выход соединен с третьим элементом И, подключенным ко второму счетчику, генератор синусоидальных колебаний, соединенный с первыми триггерами и ключом, вход которого подключен ко второму элементуИ,а выход соединен с датчиком импульсов электромагнитного поля, введены второй триггер, входы которого соединены с усилителем и с генератором одиночных импульсов, а выход подключен к третьему элементу И, генератор пилообразного напряжения, соединенный с первым триггером, второй ключ,подключенный к первому элементу И, к генератору пилообразного напряжения и к датчику импульсов электромагнитного поля, генератор косинусоидальны колебаний, соединенный с первым триггером, и третий ключ, входы которого подключены ко второму элементу Инк генератору косинусоидальных колебаний, а выход соединен с датчиком импульсов электромагнитного поля, одна катушка индуктивности датчика импульсов электромагнитного поля расположена параллельно плоскости считывания информации, а две другие - перпендикулярно к ней.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство включает датчик 1 импульсов электромагнитного поля с тремя катушками 2-4 индуктивности, съемник 5 координат с кнопкой 6 Пуск, первый ключ 7, генератор 8 пилообразного напряжения, блок 9 управления, второй 10 и третий 11 ключи, генераторы 12 и 13 синусоидальных и косинусоидальных колебаний соответственно, первый элемент И 14, генератор 15 импульсов, первый счетчик 16, второй элемент И 17, третий элемент И 18, второй счетчик 19, генератор 20 одиночных импульсов, усилитель 21 и входящие в состав блока 9 управления первый 22 и.второй 23 триггеры.

Устройство работает следуквдим образом.

ПЬсле установки съемника 5 в точку считывания (точка А), оператор нажимает кнопку б Пуск, в результате чего генератор 20 одиночных импульеов посылает сигнал в блок 9 уп равления и производит начальные установки счетчикОй 16 и 19. При этом блок 9 запускает генератор 8 пилообразного напряжения и подает рдзрешающий сигнал на один из входов первого элемента И 14, на второй, вход которого поступают сигналы с генератора 15 импульсов. Импульсы с генератора 15 импульсов откЕжлвают второй ключ 10 и в катушке 2 протекают импульсы тока, аглплитуда которых нарастает по линейному закону в соответствии с изменет нием питающего пилообразного напряжения генератора 8. Сигналы с выхода первого элемента И 14 подсчитываются счетчиком 16. (Каждый импульс на входе счетчика 16 соответствует элементарному приращению расстояния съемника 5 координат от датчика 1 импульсов электромагнитного поля .

При непрерывном нарастании напряженности магнитного, поля, которая от тока зависит линейно, наступит момен когда индуктированная в съемнике 5 координат ЭДС превысит заданный поро Усилитель 21 выдаст соответствугадий сигнал в блок 9 управления, в результате чего прекращается поступление счетных импульсов на счетчик 16, где фиксируется код, пропорциональный полярному радиусу точки А.

После получения первого сигнала со съемника 5 координат блок 9 выдае разрешающий сигнал по выходу о.

При этом одновременно запускаются генераторы 12 и 13 синусоидального и косинусоидального напряжения, а ключи 7 и 11 формируют токовые импульсы одновременно поступающие в катушки 3 и 4 излучателя. Направление,, создаваемое обоими катушками импульсного поля при этом изменяется непрерывно в пределах от О до 90. Одновременн с вращением вектора магнитной индукции поля счетные импульсы поступают с выхода второго элемента И 17 на .счетчик 19. Когда направление вектора магнитной индукции поля совпадает с направлением из общего центра катушек 3 и 4 на центр индукционной катушки, находящейся в съемнике 5 координат , в последней индуктируется ЭДС |максимальной амплитуды для данного положения съемника. Так как нарастание амплитуды индуктированной ЭДС и ее убывание в процессе вращения вектора магнитной индукции происходит симметрично, то положение макс.имума легко определяется путем деления на два импульсы, поступающих со съемника 5 координат, или соответствующих им импульсов с генератора 15 импульсов. Это деление осуществляется с помощью третьего элемента И 18, с выхода которого импульсы поступают на счетчик 19 полярного угла, где фиксируется код, пропорциональный полярному углу считываемой точки А.

Блок 9 управления работает следующим образом.

Б начальный момент времени импульс по входу о. установит оба триггера 22 и 23 в нулевое состояние, высокий управляющий потенциална выходе а блока 9 управления. При появлении Первого импульса на входе Ъ ,что соответствует окончанию определения полярного радиуса, оба триггера 22 и 23 перейдут в единичное состояние, начнется определение полярного угла. Как только на вход 6 начнут поступать импульсы с усилителЛ 21, на единичном выходе счетного триггера 23 сформируется серия импульсов частотой в два раза меньше тактовой и.в счетчик 19 будет поступать каждый второй импульс генератора 15 импульсов.

Введение новых узлов и блоков, а также новых конструктивных связей позволило существенно повысить точность устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения полярных координат, содержащее съемник координат, соединенный с усилителем, подключенным к первому триггеру, и с генератором одиночных импульсов, подключенным к первому и второму счетчикам и к первому Триггеру, первый элемент И, соединенный с генератором импульсов, с первым триггером и с первым счетчиком, второй элемент И, входы которого подключены к генератору импульсов и к.первому триггеру , а выход соединен с третьим элементом И подключенным ко второму счетчику, генератор синусоидальных колебаний, соединенный с первыми триггером и ключом, вход которого подключён ко второму элементу И, а выход соединен с датчиком импульсов

электромагнитного поля, о т л и ч ающе е ся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит второй триггер, входы которого соединены с усилителем и с генее ратором одиночных импульсов, а выход подключен к третьему элементу И,генератор пилообразного напряжения, соединенный с первым триггером, второй ключ, дополнительный к первому элеQ менту И, к генератору пилообразного напряжения и к датчику импульсов электромагнитного поля, генератор косинусоидальных колебаний, соединенный с первым триггером, и третий ключ, входы которого подключены ко

5 второму элементу И и к генератору косинусоидальных колебаний, а выход соединен с датчиком импульсов электромагнитного поля .

2. Устройство по п. 1, о т л и0 чающееся тем, что, одна катушка индуктивности датчика импуль, сов электромагнитного поля расположена параллельно плоскости считывания информации, а две другие - перпендикулярно к ней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 0 - 534770, кл. G Об К 11/00, 1976. .,2. Патент США 4039794, кл. 178-19, 1977 прототип).