Устройство азимутальной ориентации
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения углов отклонения объекта от исходного азимута, например для ориентации подвижных объектов (измерителей направления и скорости потоков, самолетов, судов и т. п.). Цель изобретения - повышение точности и надежности. Устройство содержит два нереверсивных лопастных винта с вертикальными осями вращения, проходящими через точку подвеса прибора, направления их вращения противоположны, два фотоприемника и осветитель, установленные на корпусе прибора, и два кинематически связанных с нереверсивными лопастными винтами световых модулятора и регистратор, причем в него введено устройство обработки сигналов, включающее формирователи импульсов, первые входы которых связаны с фотоприемниками и устройствами привязки импульсных сигналов, вторые - с реверсивными счетчиками и инверторами кода, а третьи - с регистрами, переключатель, связанный с формирователями импульсов, генератор тактовых импульсов, связанный с устройствами привязки импульсных сигналов и последовательно соединенный с выходами регистров, сумматор, связанный с регистром индикации, дешифратором и регистратором, выполненным, например, в виде индикатора. 1 з. п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения углов отклонения физических объектов от исходного азимута. Цель изобретения повышение точности и надежности. На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 конструкция блока чувствительных элементов нереверсивных лопастных винтов; на фиг.3 структурная схема формирователя импульсов; на фиг.4 временные диаграммы работы формирователя импульсов; на фиг.5 структурная схема блока привязки; на фиг. 6 временные диаграммы блока привязки; на фиг.7 структурная схема инвертора кода. Устройство азимутальной ориентации состоит (фиг.1) из двух идентичных измерительных каналов I и II (в скобках указаны номера позиций для второго измерительного канала), каждый из которых содержит чувствительный элемент нереверсивный лопастной винт 1(1'), формирователь 2(2') импульсов, блок 3(3') привязки, реверсивный счетчик 4(4'), инвертор 5(5') кода и регистр 6(6'), а также из общих для обоих каналов переключателя 7, генератора 8 тактовых импульсов, делителя 9 частоты, сумматора 10, регистра 11, дешифратора 12 и индикатора 13. Каждый формирователь 2(2') импульсов (фиг.3) состоит из триггера Шмитта 14(14'), делителя 15(15") частоты, инверторов 16(16'), двухвходовых элементов И-НЕ 17(17'), четырехвходового элемента И-НЕ 18(18'), триггера 19(19'), элемента И-НЕ 20(20'), инвертора 21(21"), триггера 22-23 (22'-23'), элемента И-НЕ 24(24'), инвертора 25(25'), триггера 26-27 (26'-27'), элемента И-НЕ 28(28'). Блок привязки (фиг.5) состоит из инвертора 29(29'), D-триггера 30(30') триггера 31(31'), и элементов И-НЕ 32(32'), 33(33'), 34(34'). Каждый инвертор 5 и 5' кода (фиг.7) состоит из триггера 35(35'), инвертора 36(36') и элементов И-НЕ 37(37"), 38(38'), 39(39'). На корпусе устройства установлены (фиг.2) фотоприемники 40 и 40' первого и второго измерительных каналов, осветитель 41, а на нереверсивных лопастных винтах отражатели 42 и 42'. Устройство азимутальной ориентации работает следующим образом. Чувствительный элемент 1(1') под действием набегающего потока вращается в неподвижной азимутальной системе, не связанной с разворотами точки подвеса. Для фиксации момента совмещения чувствительных элементов с диаметральной плоскостью прибора используются два фотоприемника 40(40'), а также отражатели 42(42'), прикрепленные к чувствительным элементам 1(1'). Сигналы фотоприемников поступают в формирователи 2(2'), на триггер 14(14') Шмитта, преобразующий их в импульсы с крутыми фронтами, что необходимо для надежной работы цифровых элементов всего устройства, далее сигналы поступают на делитель 15(15') частоты и логический элемент И-НЕ 17(17'). Выходы делителя 15(15') также подаются на логический элемент И-НЕ 17(17'). С помощью переключателя 7 выбирают один из четырех вентилей, входящих в состав логического элемента И-НЕ 17(17'), подавая на вход инвертора 16(16') потенциал, соответствующий уровню логического нуля. При положении "1" переключателя 7 на выходе логического элемента И-НЕ 18(18') появляются импульсы триггера 14(14') Шмитта. С выхода элемента И-НЕ 18(18') сигналы "Строб" поступают на блок 3(3') привязки и, для последующего формирования сигналов, на вход триггера 19(19'). С помощью логических элементов И-НЕ 20(20'), 24(24'), триггера 22-23(22'-23') и инвертора 21(21') формируется сигнал "Запись", соответствующий фронту сигнала "Строб", а с помощью инвертора 25(25'), триггера 26-27 (26'-27') и элемента И-НЕ 28(28') формируется сигнал "Сброс", соответствующий срезу сигнала "Строб". Сигнал "Запись" поступает на регистр 6(6') и приводит к записи кода, поступающего на информационные входы регистра 6(6'). Сигнал "Сброс" поступает на реверсивный счетчик 4(4') и инвертор 5(5') кода и служит для установки реверсивного счетчика 4(4') и инвертора 5(5') кода в исходное состояние. Сигнал "Строб" поступает на блок 3(3') привязки, на второй вход которого подаются импульсы генератора 8 тактовых импульсов. На выходе блока 3(3') привязки формируются пачки импульсов генератора 8 тактовых импульсов, длительность этих пачек равна интервалам времени между импульсами на выходе элемента И-НЕ 18(18'). С выхода блока привязки эти пачки импульсов поступают поочередно на выходы сложения и вычитания реверсивного счетчика 4(4'), который затем устанавливается в нулевое состояние сигналом "Сброс" формирователя импульсов 2(2'), который формируется из каждого второго импульса с выхода элемента И-НЕ 18(18'). После обнуления реверсивного счетчика 4(4') в нем снова подсчитывается первая пачка импульсов, пришедшая после сигнала "Сброс", в режиме сложения, а вторая пачка в режиме вычитания. В результате к приходу следующего сигнала "Сброс" реверсивный счетчик 4(4') содержит код разности пачек импульсов. Работа второго измерительного канала идентична работе первого за единственным исключением его чувствительный элемент 1' вращается в направлении, противоположном направлению вращения чувствительного элемента 1. При неподвижном подвесе чувствительного элемента обе пачки импульсов равны по длительности, следовательно, в реверсивном счетчике 4(4') после цикла "сложение вычитание" двух пачек импульсов записывается код нуля. При развороте подвеса чувствительного элемента 1(1') пачки импульсов отличаются в зависимости от направления разворота либо первая по длительности больше, либо наоборот. После цикла измерения в реверсивном счетчике 4(4') образуется код, соответствующий углу разворота подвеса чувствительного элемента 1(1'). Полученный код поступает на инвертор 5(5') кода, на него же поступают сигналы "Перенос" счетчика 4(4') и "Сброс" формирователя 2(2'). В зависимости от наличия или отсутствия сигнала "Перенос" счетчика 4(4') инвертор 5(5') кода либо инвертирует либо не инвертирует код счетчика 4(4'). После этого код поступает на регистр 6(6') и с помощью сигнала "Запись", поступающего с формирователя 2(2'), записывается в него. Таким образом, в регистры 6 и (6') записываются коды, одинаковые по величине, но противоположные по знаку. В сумматоре 10 код второго измерительного канала вычитается из кода первого. Следовательно, в регистр 11 индикации с сумматора 10 поступает удвоенное значение угла поворота подвеса (корпуса). Делитель 9 частоты обеспечивает необходимую частоту смены информации на индикаторе 13.
Формула изобретения
1. УСТРОЙСТВО АЗИМУТАЛЬНОЙ ОРИЕНТАЦИИ, содержащее два нереверсивных лопастных винта, первый из которых имеет вертикальную ось вращения, проходящую через точку подвеса прибора, два фотоприемника и осветитель, установленные на корпусе прибора, два световых модулятора, механически связанных с нереверсивными лопастями винтами, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности, второй нереверсивный лопастной винт установлен вертикально и соосно с первым, при этом регистратор выполнен в виде цифрового блока, состоящего из первого и второго измерительных каналов, переключателя, генератора тактовых импульсов, делителя частоты, сумматора, регистра, дешифратора и индикатора, причем входы первого и второго измерительных каналов соединены с первым и вторым фотоприемниками, переключатель имеет два идентичных выхода, соединенных с первыми входами первого и второго измерительных каналов, вторые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов и входом делителя частоты, выход которого соединен с первым входом регистра, выход которого соединен с входом дешифратора, соединенного с индикатором, а второй вход регистра соединен с выходом сумматора, первый и второй входы которого соединены с выходами первого и второго измерительных каналов соответственно. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый измерительный канал состоит из формирователя импульсов, блока привязки, реверсивного счетчика, инвертора кода и регистра, причем вход измерительного канала является входом формирователя импульсов, первый вход которого соединен с первым входом блока привязки, второй выход соединен с первыми входами реверсивного счетчика и инвертора кода, третий выход - с первым входом регистра, выход которого является выходом измерительного канала, а второй вход соединен с выходом инвертора кода, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым выходами реверсивного счетчика соответственно, второй и третий входы реверсивного счетчика соединены с первым и вторым выходами блока привязки соответственно, второй вход измерительного канала соединен с вторым входом блока привязки, а второй вход формирователя импульсов является первым входом измерительного канала, при этом формирователь импульсов состоит из тригегра Шмитта, делителя частоты, шести инверторов, семи элементов И - НЕ, четырехвходового элемента И - НЕ и трех триггеров, вход триггера Шмитта является первым входом формирователя импульсов, выход триггера Шмитта соединен с входом делителя частоты и первым входом первого элемента И - НЕ, первые входы второго, третьего и четвертого элементов И - НЕ соединены с первым, вторым и третьим входами делителя частоты соответственно, вторые входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И - НЕ - с выходами первого, второго, третьего и четвертого инверторов соответственно, входы этих инверторов являются вторым входом формирователя импульсов, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И - НЕ соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами четырехвходового элемента И - НЕ соответственно, выход которого соединен с первым выходом формирователя импульсов, первым входом пятого элемента И - НЕ и входом первого триггера, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И - НЕ, выход которого через первый инвертор соединен с первым входом второго триггера и первым входом шестого элемента И - НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход шестого элемента И - НЕ - с третьим выходом формирователя импульсов, вторым входом второго триггера и через шестой инвертор - с первым входом третьего триггера и первым входом седьмого элемента И - НЕ, второй вход которого соединен с выходом третьего триггера, а выход седьмого элемента И - НЕ - с вторым выходом формирователя импульсов и вторым входом третьего триггера, при этом блок привязки состоит из инвертора, двух триггеров и трех элементов И - НЕ, причем вход инвертора соединен с первым входом блока привязки, а выход - с первым входом первого триггера и входом второго триггера, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И - НЕ соответственно, выходы которых соединены с первым и вторым выходами блока привязки соответственно, вторые входы - с выходом третьего элемента И - НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого триггера, второй вход - с вторым входом первого триггера и вторым входом блока привязки, при этом инвертор кода состоит из инвертора, триггера и трех элементов И - НЕ, причем первый вход инвертора кода соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с вторым входом инвертора кода, а первый и второй выходы соединены с первыми входами первого и второго элементов И - НЕ, второй вход первого элемента И - НЕ соединен с третьим входом инвертора кода и через инвертор - с вторым входом второго элемента И - НЕ, первый и второй входы третьего элемента И - НЕ соединены с выходами первого и второго элементов И - НЕ соответственно, а выход третьего элемента И - НЕ соединен с выходом инвертора кода.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 11-2002
Извещение опубликовано: 20.04.2002
