SU879301A1 - Углоизмерительное устройство - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к углоизмерительным устройствам, и может бы использовано в приборостроении, машиностроении , геодезии, астрономии, навигации и т.п. Известно устройство дл  измерени углов, состо щее из основани  вращающейс  части (рабоча  мера), несу щей контакт, и трех контактов, св занных с основанием. Два из них наход тс  диаметрально на рабочей мере и создают линию нулевого направл ни , относительно которой измер ют угол.. Другое направление создает третий контакт, закрепленный подвиж но на оси вращакщейс  части ij, Недостатком устройства  вл етс  невысока  точность измерени . Наиболее близким по- технической сущности к изобретению  вл етс  угл измерительное устройство, содержаще рабочую меру, выполненную с возможностью вращени  и имеющую тактовую дорожку, расположенную по окружност выполненную с равными непрозрачными и прозрачными интервалами, два из которых диаметрально противоположны и оптически совмещены, двигатель, три лампы подсвэтки и три фотоприемника , оптически св занные с соответствующими лампами подсветки,два усилител -формировател , два дифференцирующих блока, подключенных к соответствующему усилителюформирователю , схему совпадени ,триггер , подключенный к первомувходу схемы совпадени , последовательно соединенные делитель частоты и формирователь , и счетчик, а первый и второй фотоприемники подключены к входам соответствующих усилителей-формирователей и выходы дифференцирующих блоков - к триггеру 2.. Недостатком устройства  вл етс  невысока  точность измерени . Цель изобретени  - повышение точности измерени . Эта цель достигаетс  тем, что углоизмерительное устройство снабжено соединенными последовательно третьим усилителем-формирователем, фазовым детектором, фильтром низких частот, генератором и блоком осреднени , включенным между схемой совпадени  и счетчиком, третий фотоприемник подключен к входу третьего усилител -формировател , выход генератора подключен к входу формировател  и второму входу схемы совпадени , а выход делител  частоты соединен с другим входом фазового детектора.

На чертеже представлена схема устройства .

Устройство состоит из рабочей меры 1, выполненной с возможностью вращени  и имеющей тактовую дорожку 2 с равными прозрачными и непрозрачными интервалами и два выделенных диаметрально противоположных интервала 3, оптически совмещенных с помощью оптического мостика 4,. двигател  (на чертеже не показан), трех ламп 5, б, 7 подсветки, трех фотоприемников 8, 9, 10, оптически св занных с соответствующими лампами 5, б, 7 подсветки, усилител -формировател  11 и дифференцирующего блока 12, образующего канал съема информации с нулевого направлени  и подключенного к фотоприемнику 8 усилител -формировател  13 и дифференцирующего блока 14, образующего канал съема информации по измер емому направлению и подключенного к фотоприемнику 9, выходы этих каналов св заны с входами триггера 15, св занного с одним из входов схемы 16 совпадени , соединенных последовательно усилител -формировател  17, фазового детектора 18, фильтра 19 низких частот, генератора 20, формировател  21, делител  22 частоты, выход которого соединен с фазовым детектором 18, выход генератора 20 подключен к другому входу схемы 16 совпадени  и блока 23 осреднени , включенного между схемой-16 совпадени  и счетчиком 24, Щелевых диафрагм 25, 26, 27, расположенных перед соответствуквдими фо.топриемниками 8, 9, 10.

Устройство работает следующим образом.

В процессе работы управл емый кварцевый генератор посто нно создает сигнал частотой 5 000 000 Гц ±2%

При вращении рабочей меры 1 с посто нной угловой скоростью, равной 100 ,об/сек один из диаметрально противоположных интервалов 3, проход над щелью 25, Лс1Мпой 5, св занной с нулевым направлением НО, засвечивает фотоприемник В, импульс с которого после усилени  и формировани усилителем-формирователем 11, дифференцируетс  блоком 12, и импульс от переднего фронта поступает на од из входов триггера 15. На выходе триггера 15 по вл етс  потенциал (команда - начало отсчета), который поступает на вход схемы 16 совпадени . При дальнейшем движении рабочей меры 1 этот же интервал 3 пройдет над подвижным фотоприемником 8, св занным с лампой 5 через оптическ мостик 4, образующими измер емое направление . При оптическом совпадени

ЙРГаметрально противоположных интервалов 3 друг с другом при помощи оптического мо.стика 4 с фотоприемника измер емого направлени  будет сн т импульс, который обрабатываетс  аналогично импульсу от нулевого направлени . Передний фронт этого импульса поступит на второй вход триггера 15 и возвратит его в исходное состо ние Потенциал со схемы 16 совпадени  будет сн т. Таким образом, интервал между импульсами от нулевого и измер емого направлений будет соответствовать углу между этими направлени ми . Дл  измерени  угла междудвум  направлени ми, несв занными с нулевым, измерени  повтЬр ют еще раз между нулевым направлением и вторым измер емым-. Требуемый угол определ етс  разностью между двум  результатами.

Од1,овременно с тактовой дорожки 2 содержащей 100 интервалов, с помощью лампы 6, щели 27 и фотоприемника 10 будут сн ты импульсы, скважность которых равна двум. Частота следовани  импульсов составит 10000 Гц. Шпульсы поступают после усилени  и формировани  в усилителе-формирователе 17 на вход фазового детектора 18. На другой вход фазового детектора 18 поступает сигнал с генератора 20, предварительно сформированный в пр моугодьный сигнал формирователем 21 и уменьшенный по частоте до 10000 Гц делителем 22 частоты. Если сигналы н входах фазового детектора 18 строго посто нны по частоте (разность фаз равна нулю), то на выходе фазового дтектора 18 сигнал будет равен нулю. Однако, учитыва , что интервал от интервала тактовой дорожки 2 на рабочей мере 1 будут отличатьс  вследствие погрешности изготовлени  по угловому положению от идеального положени , то при сравнении в фазовом детекторе 18 с практически идеальной последовательностью импульсов с генератора 20 на выходе фазового детектора 18 будет периодический сигнал, так как погрешность нанерени  штрихов носит периодический характер с максимальным периодом, равным одному обороту рабочей меры 1. Таким образом , минимальна  частота выходного сигнала с фазового детектора 18,св занна  с погрешностью нанесени  штрихов тактовой дорожки 2, составит 100 Гц (или выше из-за коротко-периодических погрешностей).

При медленных изменени х скорости вращени  рабочей меры 1 из-за дефектов двигател  и источника питани  на выходе фазового детектора 18 по витс  низкочастотна  составл юща  с частотой менее 1 Гц. Этот сложный сигнал с фазового детектора 18 поступит на фильтр 19 низкой частоты,чере который пройдет только низкочастотна

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Углоиэмерительное устройство, содержащее рабочую меру, выполненную с возможностью вращения и имеющую тактовую дорожку, расположенную по окружности, выполненную с равными непрозрачными и прозрачными интервалами, два из которых диаметрально противоположны и оптически совмещены, двигатель, три лампы подсветки и три фотоприемника, оптически связанные с соответствующими лампами подсветки, два усилителя-формирователя, два дифференцирующих блока, подключенных к соответствующему усилителю-формирователю, схему совпадения, триггер, подключенный к первому 5 входу схемы совпадения, последовательно соединенные делитель частоты и формирователь, и счетчик, а первый и второй фотоприемники подключены к входам соответствующих усилителейIQ формирователей и выходы дифференцирующих блоков, - к триггеру, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено соединенными последовательной третьим усилителем-формирователем, ’5 фазовым детектором, фильтром низких частот, генератором и блоком осреднения, включенным между схемой совпадения и счетчиком, третий фотоприемник подключен к входу третьего 20 усилителя-формирователя, Выход, генератора подключен к входу формирователя и второму входу схемы совпадения , а выход делителя частоты соединен с другим входом фазового детек25 тора.