Судовой цифровой аксиометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВтОРСКОМЬ СВИ Н ЕЛЬСтВЮ

Союз Советсиик

Социалистические

Республии (ir)921965 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22)Заявлено 10,07.78 (21) 2646304/27-11 с присоединением заявки М(23) Приоритет

Опубликовано 23,04.82. Бюллетень М15

Дата опубликования описания 23. 04. 82 а (5! )М. Кл.

В 63 H 25/36

9кударстеекиый кемитет

СССР вю делам нэабретений и открытий (S3) УДК629.12..

° 014. 6 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

З.В.Ивановская и Д.К.Михнов,,:--=.

1".

l

4.

1.

Харьковский институт радиоэ ектрйййкй -:-.: "„,;, -?

> и (7!) Заявитель (54) СУДОВОЙ ЦИФРОВОЙ АКСИОМЕТР

Изобретение относится к судостро ению, в частности к судовым цифровым аксиометрам.

Известен судовой цифровой аксиометр содержащий генератор импульсов, делитель, первый и второй формирователи, датчик положения пера руля, измеритель модуля угла перекладки руля, первый, второй и третий элементы И, счетчики модуля угла, регистр модуля угла, блок сравнения, опре10 делитель борта, включающий схему определения приоритета и регистр борта, дешифратор, цифровой и стрелочные индикаторы, при этом выход ге35 нератора импульсов через последовательно включенные первый элемент И, счетчик модуля угла и регистр модуля угла соединен с внешним выходом аксиометра, а через последовательно включенные делитель, первый формиро- ватель, датчик и второй формирователь — с первым входом измерителя модуля угла перекладки руля, второй,вход которого соединен с вторым выходом первого формирователя, первый выход измерителя модуля угла перекладки руля соединен с вторым входом первого элемента И, второй выходс вторым входом счетчика модуля угла и первым входом схемы определения приоритета, третий выход - с вторым входом регистра модуля угла и первым входом регистра борта, четвертый выход - с вторым входом схемы определения приоритета, выходы которой через регистры борта соединены с внешними выходами аксиометра, кроме того, выход дешифратора соединен с входом цифрового индикатора (1).

Однако в известном устройстве занесение измеряемого параметра в выходной регистр производится после каждого измерения, что позволяет в режиме опроса с ЦВМ выдать последнее значение измеряемого параметра беэ внесения динамической ошибки. При выводе информации на индикацию воэника921965 ет задача автоматического изменения частоты смены информации на табло в зависимости от скорости изменения измеряемого параметра. Это связано с спецификой цифровой индикации, когда при равновероятном появлении соседних цифровых отсчетов, даже при неподвижном руле появляется "мерцание" цифр в младшем разряде (при отсчетах типа .12,5-12,4) или в всех разрядах (при отсчетах типа 29,9-30,0). Такое "мерцание" на низких скоростях смены информации ухудшает восприятие и повышает утомляемость оператора и ухудшает эксплуатационные свойства устройства.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик аксиометрав

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены таймер, распределительный блок, триггер управления, реверсивный счетчик, дешиф- го

4О рого в свою очередь соединен с входом дешифратора нуля и вторым входом регистра приращения модуля угла, у которого выход соединен с вторым вхоратор нуля, регистр приращения моду ля угла, дополнительный регистр мо2$ дуля угла, управляемый делитель,пер вый и второй дополнительные регистры

:,борта и третий формирователь, при этом первый вход распределительного блока соединен с вторым выходом измерителя модуля угла перекладки ру ля и входом таймера, второй вход рас. пределительного блока - с выходом таймера, третий вход - с третьим выходом измерителя модуля угла перекладки руля и первым входом управляемого делителя, а выходы распределительного блока соответственно соединены с первыми входами блока сравнения, второго дополнительного регистра борта, регистра приращения модуля угла, реверсивного счетчика, второго и третьего элементов И и первым установочным входом триггера управления, второй установочный вход которого соединен с выходом третьего

45 формирователя, счетный вход триггера управления - с выходом дешифратора нуля, а прямой и инверсный выходыс вторыми входами соответственно второго и третьего элементов И, у которых третьи входы соединены с выходом первого элемента. И, а выходы - соответственно с вторым и третьим входами реверсивного счетчика, выход котодом управляемого делителя, выход управляемого делителя соединен с первыми входами первого дополнительного регистра борта и дополнительного регистра модуля угла, у которого вход соединен с выходом счетчика модуля .угла, а выход - с дешифратором, кроме того, выход блока сравнения соединен с входом третьего формирователя, второй и третий входы блока сравнения соединены с выходами второго дополнительного регистра борта,,четвертый и пятый входы блока срав-! нения соединены с выходами схемы определения приоритета и соответственно с вторыми и третьими входами первого и второго дополнительных регистров борта, выходы первого дополнительного регистра борта соединены с входами стрелочных индикаторов.

На чертеже представлена структурная схема судового цифрового аксиометра.

Выход генератора 1 импульсов соединен через делитель 2 с входом первого формирователя 3, Первый вы— ход первого формирователя 3 соединен через датчик 4 положения пера руля и второй формирователь 5 с первым входом измерителя 6 модуля угла перекладки руля, второй выход первого формирователя 3 - непосредственно с вторым входом измерителя 6 модуля угла перекладки руля. Выходы измерителя модуля угла перекладки руля соответственно соединены: первыйс вторым входом первого элемента

И 7, первый вход которого соединен с выходом генератора 1, второй - с вторым входом счетчика 8 модуля угла, выход которого связан с входом регистра 9 модуля угла и первыми входом входящей в блок определителя 10 борта схемы 11 определения приоритета, третий - с вторым входом регистра 9 модуля угла, первым входом регистра 12 борта, входящего в блок определителя борта, четвертыйс вторым входом схемы 11 определения приоритета.

Выход счетчика 8 модуля угла соединен через регистр 9 модуля угла с внешним выходом аксиометра "К ЦВИ" и через дешифратор 13 со входом цифрового индикатора 14. Кроме того, имеются стрелочные индикаторы 15 и 16.

Второй выход измерителя 6 модуля угла перекладки руля связан также с

9219

5 входом таймера 17 и первым входом распределительного блока 18, с третьим входом которого связан третий выход измерителя модуля угла перекладки руля. Прямой и инверсный выходы триггера 19 управления соответственно соединены с вторыми входами второго и третьего элементов И 20 и

21, выходы которых соответственно соединены с вторым и третьим входами 10 реверсивного счетчика 22. Выход реверсивного счетчика 22 через дешифратор 23 нуля соединен с счетным входом триггера 19 управления и с вторым входом регистра 24 приращения модуля угла, у которого выход соединен с вторым входом управляемого делителя 26.

Первый вход дополнительного регистра 25 модуля угла соединен с выходом zo упдавляемого делителя 26, с которым также связан первый вход первого дополнительного регистра ?7 борта. Выход регистра 24 приращения модуля угла соединен с вторым входом управляе- 25 мого делителя 26. В линию связи счетчика 8 модуля угла с дешифратором 13 включен дополнительный регистр 25 модуля угла.

Выход первого элемента И 7 соеди- зо нен с первым входом счетчика 8 модуля угла и третьими входами второго

20 и третьего 21 элементов И, Выходы схемы ll определения приоритета соединены соответственно с вторыми и третьими входами регистра

12 борта, первым и вторым дополнительными регистрами 27 и 28 борта и четвертым и пятым входами блока 29 сравнения. Выходы регистра 12 борта 4 соединены с внешними выходами "К ЦВМ".

Выходы первого дополнительного регистра 27 борта соединены с входами стрелочных индикаторов 15 и 16. Выходы второго дополнительного регистра 28 борта соответственно соединены с вторым и третьим входами блока 29 сравнения. Выход блока 29 сравнения через третий формирователь 30 соединен с вторым установочным входом триггера 19 управления, у которого первый установочный вход соединен сшестым выходом распределительного блока 18. Остальные выходы распределительного блока 18 соответственно

55 соединены: первый - с первым входом блока 29 сравнения, второй - с первым входом второго дополнительного регистра 28 борта, третий - с первым

65. 6 входом регистра 24 приращения модуля угла, четвертый - с первым входом реверсивного счетчика 22, пятый - с первыми входами второго и третьего элементов И 20 и 2 1. Второй вход распределительного блока 18 соединен с выходом таймера 17.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал кварцевого генератора 1

;импульсов поступает на вход делителя

2, коэффициент деления которого выбирается из условия требуемой дискретности отсчета. C выхода делителя

2 сигнал через первый формирователь

3 поступает в виде опорной структуры на вход датчика 4 и в виде импульсов управлейия - на вход измерителя 6 модуля угла перекладки руля, на второй вход которого поступает формированный на втором формирователе 5 выходной сигнал с датчика.4. Измеритель 6 последовательно во времени вы" полняет следующие операции: в момент прихода опорного импульса формирует импульсы занесения предыдущего результата измерения в регистр 9 модуля угла и регистр 12 борта, которые также поступают на входы управляемого делителя 26 и распределительного блока 18, формирует импульсы сброса счетчика 8 модуля угла и схемы 11 определения приоритета, которые также поступают на входы таймера l и распределительного блока 18, выделяет временной интервал между опорным и измеряемым сигналами, в течение которого импульсы с генератора 1 через первый элемент И 7 поступают на вход счетчика 8 модуля угла и третьи входы второго 20 и третьего 2 1 элементов И.

Кроме этого, измеритель.б формирует вспомогательную последовательность импульсов, сдвинутых относительно опорных на 180, которые поступают

C вместе с импульсами измеряемой последовательности на вход схемы 11 onpepeaesea приоритета. Таким образом, информация в регистрах 9 и 12 модуля угла и борта обновляется.в каждом цикле измерения, и с выходов обоих регистров поступает в ЦВИ. Для выхода информации на индикацию используются дополнительный регистр 25 модуля угла и первый дополнительный регистр 27 борта, скорость смены информации в которых регулируется с помощью управляемого делителя 26, ко торый обеспечивает деление импульсов

965

921 о

2S

7 занесения, формируемых измерителем 6, в соответствии с кодом управления. .Код управления, поступающий с регистра 24 приращения модуля угла, в свою очередь пропорционален скорости по-. ворота вала датчика. Получение кода управления происходит следующим обраэом, Первым импульсом с выхода таймера 17, поступающим на распределительный блок 18, триггер 19 управления по первому установочному входу ставится в "единицу", реверсивный счетчик 22 устанавливается в исходное нулевое состояние, и на первые входы второго 20 и третьего 21 элементов И подается разрешающий уровень. Таким образом, на входах второго элемента И 20 установятся два разрешающих уровня, и первый числоимпульсный код модуля угла поворота руля с выхода элемента И 7 через второй элемент И 20 поступит на суммирующий вход реверсивного счетчика

22, при этом пришедший на третий вход распределительного блока 18. импульс занесения пройдет на его второй выход и поступит на первый вход второго дополнительного регистра 28 борта, в который запишется значение борта.

Пришедший на первый вход распределительного блока 13 сбросовый импульс с измерителя 6 снимет разрешающий уровень с первых входов второго 20 и третьего 21 элементов И и запретит формирование и прохождение через распределительный блок 18 управляющих зэ имрульсов. По второму импульсу с выхода таймера 17 распределительный блок снова установит на первых входах второго 20 и. третьего 21 элемен40 тов И разрешающий уровень и разрешит формирование результата блоку 29 сравнения, на второй и третий входы которого поступает код борта запол ненного зчачения угла поворота руля, Сигнал на выходе блока 29 сравнения

43 мажет быть получен только в случае сохранения борта у второго значения угла поворота руля. 8 этом случае третий ° формирователь 30 формирует короткий импульс управления, поступающий на второй установочный вход триггера 19 управления и опрокидывающий его. Таким образом, числоимпульсный кад модуля второго значения угла поворота руля с выхода первого элемента И 7 уже через третий элемент И 2 1 поступит на вычитающий вход реверсивного счетчика 22. Если. второе значение по модулю окажется больше первого, при обнулении реверсивного счетчика 22 срабатывает дешифратор 23 нуля, импульс с которого поступит на счетный вход триггера 19 управления и опрокинет ега.

Если второе значение угла поворота руля равно нулю или произошла смена борта по отношению к первому значению, модуль второго значения десуммируется к первому. Таким образом, в результате сравнения двух значений углов поворота руля в реверсивном счетчике будет находится код величины относительного изменения угла поворота между двумя замерами, независомо от борта. Пришедший на третий вход распределительного блока 18 импульс занесения пройдет на его третий выход и поступит на первый вход регистра 24 приращения модуля угла, в который запишется содержимое ревер" сивнаго счетчика. Сбросовый импульс снимет разрешающий уровень с первых входов второго 20 и третьего 21 элементов И и запретит формирователь и прохождение через распределительный блок 18 импульсов .управления. В качестве таймера 17 применен делитель частоты. Период выходных импульсов выбирается иэ соотношения максимальной скорости поворота руля и количества выбранных скоростей вывода информации на индикацию таким образом, что каждой скорости смены информации соответствует своя величина приращения модуля угла. C приходом очереднога импульса с выхода таймера цикл вычисления приращения, повторяется, при этом в регистре 24 приращения модуля угла хранится предыдущее значение приращения.

Предлагаемый аксиометр позволяет с высокой точностью вычислять угол поворота руля судна и автоматически регулировать частоту смены информации на индикаторном табло в зависи" мости от скорости поворота руля, Наличие автоматического переключения значительно уменьшает эффект мерцания цифрового отсчета при неподвижном руле и малых скоростях его поворота в случае попадания измеряемого значения на границу цифровых отсчетов, что, улучшает восприятие цифровой информации и снижает утомляемость оператора.

Формула изобретения

9219

Судовой цифровой аксиометр, содержащий генератор импульсов, делитель, первый и второй формирова" s тели, датчик положения пера руля, измеритель модуля угла перекладки руля, первый, второй и третий эле" менты И,- счетчик модуля угла, регистр модуля угла, блок сравнения, определитель борта, включающий схему определения приоритета и .регистр бор-. та, дешифратор, цифровой и стрелочные индикаторы, при этом выход генератора импульсов через последователь- 15 но включенные первый элемент И, счетчик модуля угла.и регистр модуля угла соединен с внешним выходом аксиометра, а через последовательно, включенные делитель, первый формирователь, датчик и второй Формирователь - с первым входом измерителя модуля угла перекладки руля, второй вход которого соединен с вторым вы,ходом первого формирователя, первый у выход измерителя модуля угла перекладки руля соединен с вторым входом первого элемента И, второй выходаторым входом счетчика модуля угла и первым входом схемы определения при- зв бритета, третий выход - с вторым входом регистра модуля угла и первым входом регистра .борта, .четаертый выход - с вторым входом схемы определения приоритета, выходы которой через регистры борта соединены с внешними выходами аксиометра, кроме того, выход дешифратора соединен с входом цифрового индикатора, о т л и ч а е -- шийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик аксиометра, в него введены таймер, распределительный блок, триггер уйравления, реверсивный счетчик, дешифратор нуля, регистр приращения модуля

1 угла, дополнительный регистр модуля угла, управляемый делитель, первый и второй дополнительные регистры борта и третий формирователь, при этом первый вход распределительного блока соединен с вторым выходом измерителя модуля угла перекладки руля и входом таймера, второй вход распределитель65

10 ного блока - с выходом таймера третий вход - с третьим выходом измерителя.модуля угла перекладки руля и первым входом управляемого делителя, а выходы распоеделительного блока соответственно соединены с первЫми входами блока сравнения, второго дополнительного регистра борта, регистра приращения модуля угла, реверсивного счетчика, второго и третьего элементов И и первым установоч" ным входом триггера управления, второй установочный вход которого соединен с выходом третьего формирователя, счетный вход.триггера управления .с выходом дешифратора нуля, а прямой и инверсный выходы - с вторыми входа" ми соответственно второго и третьего элементов И, у которых. третьи входы соединены с выходом первого элемента

И, а выходы - соответственно с вторым и третьим входами реверсивного счетчика, выход которого в свою очередь соединен с входом дешифратора нуля и вторым входом регистра приращения модуля угла, у которого выход соединен с вторым входом управляемого де" лителя, выход управляемого делителя соединен с первыми входами первого дополнительного регистра борта и дополнительного регистра модуля угла, у которого вход соединен с выходом счетчика модуля угла, а выход " с дешифратором, кроме того, выход блока сравнения соединен с входом третьего Формирователя, а ceo второй и третий входы соединены с выходами второго дополнительного регистра борта, четвертый и пятый входы блока сравнения соединены с выходами схемы определения. приоритета и соответственно с вторыми и третьими входами первого и второго дополнительных регистров борта, при этом выходы первого дополнительного регистра борта соединены с входами стрелочных индикаторов.

Ф

Источники инФОрмации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2494443/11, кл.В 63 H 25/04, 1977.

921965

Составитель В,Макеев.

Редактор О.брковецкая Техред И.Кастелевич

Корректор.М.Шароши

Филиал Illll "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 2475/25 Тираж 463 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, W-35, Раушская наб., д.4/5