Научная статья на тему 'Фотоэлектрический створофиксатор с оптико-электронным анализатором'

Фотоэлектрический створофиксатор с оптико-электронным анализатором Текст научной статьи по специальности «Техника и технологии»

CC BY
8
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
регистратор смещений / геодезия / волоконная оптика / подвижная шторка / преобразователь «угол – импульс» / счетчик / фотодатчик / линза / реверсный блок / электродвигатель. / displacements recorder / geodesy / fiber optics / moving shutter / angle-pulse transducer / counter / photosensor / lens / reversing unit / electric motor.

Аннотация научной статьи по технике и технологии, автор научной работы — Юсупбеков Нодирбек Рустамбекович, Захидов Нематжон Муратович

В статье рассмотрено техническое решение, направленное на совершенствование средств створных измерений, с применением лазерного луча в качестве референтной опорной линии и фотоэлектрического регистратора с высокой точностью измерений, широким диапазоном и низкой энергоемкостью. Приведен краткий анализ классификаций современных первичных преобразователей средств створных измерений, на основе которого предложена запатентованная конструкция и электронная блок-схема фотоэлектрического створофиксатора с оптико-электронным анализатором. Предлагаемое устройство в отличие от современных аналогов имеет малые массогабаритные параметры и обеспечивает высокую оперативность съема информации о смещениях от прямолинейности. Электронная блок-схема и механическая конструкция устройства выполнена на основе линейного, поперечного сканирования с фотоэлектрической фиксацией относительно энергетического центра лазерного луча и регистрации по методу спада сигнала.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технике и технологии , автор научной работы — Юсупбеков Нодирбек Рустамбекович, Захидов Нематжон Муратович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Photoelectric sash lock with optic-electronic analyzer

The article discusses a technical solution for the improvement of alignment measurement tools by means of a laser beam as a reference baseline and photoelectrical recorder of high accuracy, wide range and capacity. It also provides a brief review of classifications of modern primary transducers of alignment measurements which forms the basis for a patented design and an electronic block diagram of a photoelectric alignment fixer with an opto-electronic analyzer. The proposed device, in contrast to modern analogues, has small weight and size parameters and provides high efficiency of retrieval of data re straightness deviations. The electronic block diagram and the mechanical design of the device are based on linear, transverse scanning with photoelectric fixation relative to the energy centre of the laser beam and registration using the signal decay method.

Текст научной работы на тему «Фотоэлектрический створофиксатор с оптико-электронным анализатором»

d ) https://dx.doi.org/10.36522/2181-9637-2023-2-6 UDC: 528.48(045)(575.1)

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СТВОРОФИКСАТОР С ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫМ АНАЛИЗАТОРОМ

Юсупбеков Нодирбек Рустамбекович,

доктор технических наук, профессор, академик Академии наук Республики Узбекистан, ORCID: 0000-0002-2184-2368, e-mail: dodabek@mail.ru;

Захидов Нематжон Муратович,

кандидат технических наук, докторант (DSc), ORCID: 0000-0002-8938-5888, e-mail: n.zaxidov@tdtu.uz

Ташкентский государственный технический университет им. И. Каримова

Введение

Современные требования по улучшению качества, повышению эффективности, снижению расходов и стоимости строительства относятся к числу важнейших научно-технических задач данной отрасли народного хозяйства. С ростом этажности гражданское и промышленное строительство переходит в новое качество: сооружения становятся сложными и ответственными инженерными объектами.

Ускоренное функциональное и конструктивное их совершенствование вызывает необходимость постановки и разработки новых инженерных задач по технологии строительно-монтажного процесса, в том числе методов обеспечения необходимой точности геометрических параметров отдельных конструкций, оказывающих влияние на прочность, несущую способность и эксплуатационную надежность как отдельных элементов конструкционных узлов, так и всего сооружения в целом. Поэтому для качественного возведения объектов тепловых, гидротех-

Аннотация. В статье рассмотрено техническое решение, направленное на совершенствование средств створных измерений, с применением лазерного луча в качестве референтной опорной линии и фотоэлектрического регистратора с высокой точностью измерений, широким диапазоном и низкой энергоемкостью. Приведен краткий анализ классификаций современных первичных преобразователей средств створных измерений, на основе которого предложена запатентованная конструкция и электронная блок-схема фотоэлектрического створофиксатора с оптико-электронным анализатором. Предлагаемое устройство в отличие от современных аналогов имеет малые массогабарит-ные параметры и обеспечивает высокую оперативность съема информации о смещениях от прямолинейности. Электронная блок-схема и механическая конструкция устройства выполнена на основе линейного, поперечного сканирования с фотоэлектрической фиксацией относительно энергетического центра лазерного луча и регистрации по методу спада сигнала.

Ключевые слова: регистратор смещений, геодезия, волоконная оптика, подвижная шторка, преобразователь «угол- импульс», счетчик, фотодатчик, линза, реверсный блок, электродвигатель.

OPTIK-ELEKTRON ANALIZATORLI

FOTOELEKTRIK STVOR O'LCHAGICH

Yusupbekov Nodirbek Rustambekovich,

texnika fanlari doktori, professor,

O'zbekiston Respublikasi Fanlar Akademiyasi akademigi;

Zahidov Nematjon Muratovich,

texnika fanlari nomzodi, doktorant (DSc)

I. Karimov nomidagi Toshkent davlat texnika universiteti

Annotatsiya. Maqolada stvor o'lchash vosita-larini mukammallashtirishga yo'naltirilgan, referent chiziq sifatida lazer nuri qo'llangan, yuqori aniqlik bilan o'lchaydigan, keng diapazonli hamda kam energiya sarflovchi fotoelektrik registratorning texnik yechimi keltirilgan. Shuningdek, stvor o'lchash vositalari birlamchi shakllantirgichlarining zamona-viy klassifikatsiyasi qisqacha tahlil qilinib, shu asosda patentlangan optik-elektron analizatorli fotoelektrik stvor o'lchagich qurilmaning elektron blok-sxemasi va konstruksiyasi taklif etilgan. Qurilma zamonaviy analoglaridan kichik massagabarit parametrlari va to'g'ri chiziqqa nisbatan yon siljish masofasini o'lchash haqida ma'lumot olish tezkorligi bilan farqlanadi. Qurilmaning elektron blok-sxemasi va konstruksiyasi ko'ndalang to'g'ri chiziqli skanerlash va lazer nurining energetik markazga nisbatan signalning pasayish darajasini belgilovchi fotoelektrik usul asosida yaratilgan.

Kalit so'zlar: siljish registratori, geodeziya, tolali optika, harakatlanuvchi parda, "burchak-impuls" shakllantirgich, hisoblagich, fotodiod, linza, revers bloki, elektr yuritkich.

PHOTO ELECTRIC SASH LOCK WITH

OPTIC-ELECTRONIC ANALYZER

Yusupbekov Nodirbek Rustambekovich,

Doctor of Technical Sciences, Professor,

Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan;

Zakhidov Nematjon Muratovich,

Candidate in Technical Sciences, Doctoral Student

Tashkent State Technical University named after I. Karimov

Abstract. The article discusses a technical solution for improvement of alignment measurement tools by means of a laser beam as a reference base line and photoelectrical recorder of high accuracy, wide range and capacity. It also

нических и других видов сооружении необходимо на всех этапах строительства контролировать соблюдение технических регламентов, стандартов, строительных норм и правил (Bespalov and Tereshenko).

Точность возведения сооружений в первую очередь определяется технологией геодезического контроля качества строительства тех или иных объектов, выбором приборов и инструментов при проведении геодезических измерений.

Анализ существующих теоретических работ в области методов и средств инженерно-геодезического обеспечения показывает, что совершенствование промышленного строительства невозможно без постоянного внедрения в производство новых технических решений, и на их основе применения более современных измерительных средств и приборов (Goligin & Yambayev, 2005), (Latiyev, 2015). Технология установки, монтажа и выверки с применением оптических способов контроля, несмотря на их широкое применение, все еще требует повышения точности, качества, оперативности, уменьшения трудоемкости контрольных операций и уровня удобства эксплуатации.

Основным направлением совершенствования технологии инженерно-геодезических измерений является использование средств и элементной базы на основе полупроводниковых приборов излучения (лазерные, светодиодные, инфракрасные) в совокупности с фотоэлектрическими и оптико-электронными регистрирующими устройствами, посредством которых можно создавать новые, современные методы и средства автоматизации; системы мониторинга с дистанционным счетом информации и управления, улучшенными техническими параметрами; удобные в эксплуатации измерительные средства (Yakushenkov, 2013), (Yusupbekov, Aliyev, & Aliyev, 2014), (Rannev, 2010).

Материалы и методы

Из патентно-технической литературы известно устройство (Canada Patent No. CA

54

1142347, 1986), содержащее щелевую визирную марку, линейку с отсчетным механизмом, шкалу с передвижной кареткой. Устройство позволяет проводить створные измерения с высокой точностью, однако недостатками данного устройства являются: низкий уровень автоматизации, или оперативности; отсутствие возможности дистанционного управления и считывания информации; ограниченность дальности опорной (референтной) линии.

В (RF Patent No. RU 226266C1 IPC GOIB, 2005) рассмотрены способ и устройство бесконтактного оптического измерения размеров объектов, где измеряемый объект размещают между источником лазерного излучения и многоэлементным фотоприемником в виде линейки прибора с зарядовой связью (ПЗС). Принцип работы заключается в сравнивании мощности лазерного излучения Р, с заданным уровнем Р0, осуществляя развертку луча в параллельный поток лучей, в зоне которого расположен объект, и тем самым определяют размеры объекта по величине тени от объекта, регистрируемые количеством затененных пикселей на линейке ПЗС. Размер детали определяется количеством пикселей, на которых напряжение U1 больше порогового U :

г пор

ипор < U1 = Emax exp (-2r2/ r2) (1 - е Тэкс/Кс), (1)

где Emax - максимальная мощность излучения;

N - радиус пучка луча лазера на линейке ПЗС;

r0 - радиус пучка с мощностью в е2 раз меньшей с интенсивностью в центре;

Тэкс - время экспозиции;

RC - параметр линейки ПЗС.

Способ обеспечивает высокую точность измерений, однако сложность конструкции оптической части, необходимость компьютерной обработки видеосигнала и ограниченный размерами линейки ПЗС диапазон измерений дела-

provides a brief review of classifications of modern primary transducers of alignment measurements which forms the basis for a patented design and an electronic block diagram of a photoelectric alignment fixer with an opto-electronic analyzer. The proposed device, in contrast to modern analogs, has small weight and size parameters and provides high efficiency of retrieval of data re straightness deviations. The electronic block diagram and the mechanical design of the device are based on linear, transverse scanning with photoelectric fixation relative to the energy center of the laser beam and registration using the signal decay method.

Keywords: displacements recorder, geodesy, fiber optics, moving shutter, angle-pulse transducer, counter, photosensor, lens, reversing unit, electric motor.

ют его непригодным для створных измерений. Такой же способ развертки луча использован фотоэлектрическим устройством для определения координат точек на фотопленке (RF Patent No. SU 1821640, IPC GOIB 21/00, 1993), в котором вместо линейки ПЗС с целью увеличения диапазона измерения по двум координатам использован механический зонально-поэлементный способ сканирования, а в качестве оптического элемента развертки оптического спектра потока излучения использована цилиндрическая линза.

Также известно устройство (Yambayev, 1990) для проведения створных измерений, содержащее визирную марку с визирной целью и подставку с алиниометром со зрительной трубой и накладным уровнем. Преимуществами данного устройства являются значительно широкий диапазон створной линии (до 2 км) и высокая точность, но недостатками являются отсутствие возможности дистанционного управления и автоматизации, сравнительная громоздкость и массивность.

Оптико-электронное устройство, рассмотренное в (Zatsarinnyy, 1976), состоящее из электродвигателя и вращающегося барабана, на боковой поверхности которого по винтовой линии вырезана щель, внутри которой расположено зеркало под углом 45° с фотоприемником

(фотоумножителем), подключенным к электронной схеме, обеспечивает высокий уровень оперативности получения информации и возможность дистанционной передачи информации. Опыт применения этого устройства выявил ряд недостатков, главным из которых является громоздкость и массивность, обусловленные расположением зеркала внутри барабана под углом, что является причиной ограничения диапазона измерений и высокого показателя уровня энергопотребления.

Анализ средств измерений привел к необходимости разработки фотоэлектронного измерительного устройства, в котором исключается использование громоздкого зеркала с вращающимся барабаном, т. е. устройства с минимальными массогабаритами, параметрами, обеспечивающими высокую точность измерений и отличающимися низкой энергоемкостью.

По мнению авторов, для этой цели может быть использован волоконно-оптический анализатор с упорядоченной гексагональной укладкой пучков волокон на входной и выходной торцевых частях, посредством которых обеспечится передача световой энергии под любым углом поворота световодного волокна (жгута) и возможность разделения потока света на отдельные части (Zakaznova, 1988).

Результаты исследования

Основными оптическими характеристиками световодов являются: светопро-пускание, числовая апертура - максимальный угол падения проходящего света, показатели преломления сердцевины и оболочки, разрешающая способность и контрастность изображения.

В сканирующих системах в качестве регистраторов световой энергии применяются первичные преобразователи, к которым относятся фотоэлектрические регистраторы линейных смещений со сканирующими механизмами, позволяющие повысить диапазон поперечных смещений относительно заданной опорной

оптической линии (Domrachev, Matveevs-kiy, & Smirnov, 1987).

Рассмотрим способы модуляции и расчеты применительно к техническим средствам створных измерений.

На рисунке 1 приведена классификация первичных преобразователей, линейных перемещений, в которой отдельное место уделено фотоэлектрическим преобразователям (RF Patent No. SU 1821640, IPC GOIB 21/00, 1993).

Принцип работы фотоэлектрического преобразователя (ФП) состоит в преобразовании линейного Х-перемещения в изменение интенсивности светового потока, поступающего на фотоприемник.

Практически все существующие фоторегистраторы перемещений по характеру влияния светового потока излучения на фотоприемник делятся на три группы:

1) ФП с перекрытием светового потока;

2) растровые ФП; 3) ФП с кодовыми масками.

KfaccuisuxiauoxMnH

.призягк

Хсрзгтр изщрчхнх

| Pes}!!*"*! "St .■'Vtma.fjJ |

Ll- ' -L

I /!u»e J*nl I

[ уз/й!3J )

PjHlKiLP

eel cm! ия tfitMtvni

1 1 1 1

фСЯО-f/rt/'.'npjf исьий tjisrmjj- CTilr-i'- ipirmps-в"ис/Я--it.i-uQ inrnes-lar-un-

J/>!'■■" ОС ■ чсслии

f

Спруятурз

АССПСЗСия

Xtparmtp

lt'.iOt)*DCO CUt"3P3

Лврагчтр ¡и/гОнот еигиз/1.

SUKCUfO

on rtpeiHViHim

с пссгеЗзЬ1Пг>щч прюВрлззЯзнигм

I

Т

J

KirpipniHnO

Е

йисрсткый

Рис. 1. Классификация первичных преобразователей

При модуляции характеристика определяется выражением при {= 1:

S = S,

f . In л

1 +/wxsin —X g

(2)

56

05.03.01 - АСБОБЛАР. УЛЧАШ ВА НАЗОРАТ КИЛИШ УСУЛЛАРИ (ТАРМОКЛАР БУЙИЧА)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Промодулированный световой поток направляется на фоторегистратор с усилителем, после которого поступает на делитель:

U=KKASC

г 2 п Л

1+TWj.sm—X

8

(3)

u№i =KKy0oSh+mxSm

8 2

s (4)

где i = 1,2.

Модулируются напряжения, сдвинутые по фазе на p/2:

иФР[ =C/msin

cot + — (i-1) 2

(5)

На выходе получим напряжения в виде:

иш=ия

UM1=Um

1 + maKKy0oSo

1 + maKKy0QSo

' . 2n 4 1 +«1.^111-X

8 .

1+ти cos—X

g

sinörf; (6) cos at. (7)

Суммируя напряжение после преобразования, получим:

2 г

Uew = £(f/M, - U0PHi) =тх Ucos й

at--X

\ 8 .

> (8)

напряжение фотоприемника определяется выражением:

иф1 =Umsm

(Dt + -(i-1) 2

(9)

В отличие от существующих анализаторов электронная блок-схема работает на спад-минимальный сигнал.

С выхода образуются напряжения, сдвинутые по фазе на p/2\

где i = 1, 2, 3,..., п - номер фазы.

Условия равенства напряжений с выходов усилителя соответствуют условию:

U = UФ.

y Ф

(10)

Подставим (3) и (4) в (10) и после преобразований определим:

=

^X-^(z-l) . g п

la.

(11)

Условия равенства амплитуд двух сигналов с выхода:

U, = U sin t.

Ф m ш

(12)

В схемах применяются фотопреобразователи, с выхода которых получают импульсы длительностью t с периодом следования Т = 2р / w, с условиями:

иФ,=

где U = Ш m Ф S Um.

" у ы 0 o

Непрерывный световой поток Ф0 от источника света поступает на фотодатчик, где модулируется согласно периодическому закону перемещения, выходное

Ujn, sin

g п

при а < 0 при 0 <

, аЯ С 14

at--(*-1)

п

к

<--а;

п

/„ N

n

— a <

< ап С 14

at--(i-1)

п

* ап С 14

at--('-1)

п

(13)

<а\ <2я,

где а =

2 п 2

t - длительность импульса. Разложим в ряд Фурье и получим:

„ иштх . рп а-п1 п 1Л1

= —п-sin I х--(/ - 1)

2п Yg n£ J

+ + [sin sin I ko)t + cos cos (k(ot —

2 fP-D)]}. " ^

(14)

где k - номер гармоники.

Выходное напряжение суммируется, его фаза зависит от перемещения X:

(

UebIX=mxUc os

cat

2 п ^

— Х + % g

(15)

Анализ результатов исследования

На основании проведенного анализа принципа работы фотоэлектрических преобразователей и методов модуляции светового сигнала разработаны концепция и блок-схема фотоэлектрического регистратора отклонения от прямолинейности со световодным оптико-электронным анализатором, которое направлено (Uzbekistan Patent No. UZ FAP 01837, IPC GOIB 11), (Ustavich, 2005) на совершенствование средств створных измерений и основано на измерении отклонений от прямолинейности относительно заданной лазерным лучом референтной линии, с применением регистратора, в котором использованы волоконно-оптический анализатор со сканирующей шторкой и электронной блок-схемой, обеспечивающей увеличение диапазона измерений при сохранении минимальных массогабаритных параметров с низкой энергоемкостью, что имеет важное значение для переносных (мобильных) приборов и устройств.

Фотоэлектрический створофиксатор (рис. 2) состоит из: каркасного основания (1), выполненного из металлического сплава с низким коэффициентом теплового расширения, в концевых частях установлены два включателя (2, 3) кнопочного типа, расстояние между которыми определяется заданным диапазоном измерений, на основании также установлены два шкива (4), (5), один из них размещен на П-образном держателе (6) с притягивающей пружиной (7), через шкив пропущен металлический тросик (8), с прямоугольной шторкой (9), перемещающейся в горизонтальном направлении, параллельно продольной щели, в которой равномерно размещены входные части световодных оптических волокон (10).

Электроприводная часть включает в себя коллекторный электродвигатель (11), вращающаяся ось которого связана с червячным механизмом с шестерней (12), со вторым шкивом (5) и диском (13) с радиальным растром, в нижней и верхней части которого на некотором расстоянии друг от друга, параллельно оси вращения, закреплены фотодиод (14) и излучатель света (15), образующие преобразователь «угол - импульс», подключенный к электронной схеме, включающей в себя фотодатчик (16), подсоединенный к входной части усилителя сигнала (17), выход которого подключен к светодиоду (18) и параллельно на вход логического элемента Не (19), связанный выходом с одним из входов RS-триггера (20) и одновременно со входом триггера Шмитта (21), подсоединенный к Т-триггеру (22) через электронный ключ (23).

а - вид спереди, б - вид сверху.

Рис. 2. Механическая часть фотоэлектрического створофиксатора

Фотодиод (14) подключен к счетчику импульсов (25) с индикатором (26) через другой электронный ключ (24). Часть электронной схемы - коммутационный блок управления коллекторного электродвигателя (11) состоит из двух RS-тригге-ров (27, 28), выходы которых подключены к реверсному блоку (29).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Посредством кнопочных включателей (30) и (31) осуществляется управление

58

05.03.01 - АСБОБЛАР. УЛЧАШ ВА НАЗОРАТ КИЛИШ УСУЛЛАРИ (ТАРМОКЛАР БУЙИЧА)

режимами работы электродвигателя. Кнопочный включатель подключен ко входу «сброс» счетчика импульсов (25) и параллельно на второй вход RS-триггера (20). Для обеспечения автоматической установки включения нижней части RS-триг-гера (27) используется конденсатор (32). Второй конденсатор (33) обеспечивает установку от RS-триггера (28). Определение величины отклонения от заданной опорной (референтной) линии лазерного пучка (34) регистрируется посредством входных торцевых участков световодных волокон (10), выходные торцевые части световодных волокон объединены в один пучок в виде окружности и направлены к линзе (35), на фокусном расстоянии от которой установлен фотодатчик (16).

Напряжение от источника питания (36) подается через выключатель (37).

Рис. 3. Электронная блок-схема фоторегистратора

Принцип работы предлагаемого фотоэлектрического регистратора заключается в следующем.

Посредством выключателя (37) на электронную схему подается напряжение от источника питания (36). В начале задается направление створной линии с помощью лазерного источника излучения (выполняющего роль референтной линии). Предварительно закрепляют регистратор на триггере, приводят в строго горизонтальное положение посредством взаимно перпендикулярно установленных уровней и центрируют относительно контрольной точки, при этом высоту расположения ре-

гистратора подбирают так, чтобы при визуальном ориентировании лазерный пучок попадал на воспринимающую часть входных торцевых частей световодов (10), которая фиксируется светодиодным индикатором (18). После чего выполняют запуск устройства посредством включателя (30), при котором RS-триггер (27) включает электродвигатель (11) через реверсный блок (29), вращающий момент через винт, шестерню (12) и шкив (4), с тросиком начнет перемещать шторку (9) в горизонтальном направлении, т. е. вдоль щели, где установлены входные торцевые части световодов (10).

Световой поток пройдя через световоды, линзу 35 см будет воспринят фотоприемником (16), сигнал от которого через усилитель (17) включит светодиод (18), низкий уровень на выходе элемента Не (19), закроет нижнюю часть RS-тригге-ра, а верхнюю часть откроет электронный ключ (24). Счетные импульсы от фотодиода (14), образуемые за счет вращения растрового диска (13), через открытый электронный ключ (24) начнут поступать на счетчик импульсов (25) и четырехразрядный семисегментный индикатор (26), при этом электронный ключ (23) будет находиться в закрытом состоянии.

ш

и

lllllllllllllllllliu

Ш п

4- П/ »

Рис. 4. График выходного сигнала

При достижении горизонтально перемещаемой шторки (9) момента перекрытия лазерного пучка сигнал от усилителя будет уменьшаться до такого уровня, что электронный ключ (24) закроется, так

PRINT ISSN 2181-9637 ИЛМ-ФАН ВА ИННОВАЦИОН РИВОЖЛАНИШ

ONLINE ISSN 2181-4317 НАУКА И ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ

2 / 2023 SCIENCE AND INNOVATIVE DEVELOPMENT

05.03.01 - АСБОБЛАР. УЛЧАШ ВА НАЗОРАТ КИЛИШ УСУЛЛАРИ (ТАРМОКЛАР БУЙИЧА)

как закроется верхняя часть RS-тригге-ра, а нижняя часть RS-триггера откроется, соответственно, триггер Шмитта (21) и электронный ключ (23) откроется, после чего импульсы начнут поступать через Т-триггер с половинной частотой p/2. Передвигаясь, шторка (9) выйдет из затеняющей зоны лазерного пучка, при этом высокий сигнал от фотоприемника (16) и усилителя (17) закроет триггер Шмитта (21) и, соответственно, электронный ключ (23), электронный счетчик (25) прекратит счет импульсов. Далее шторка (9), передвигаясь, замкнет контакты выключателя (3), импульс от которого переключит напряжение в обратной полярности на электродвигатель (11), через RS-три-ггер (28), далее шторка (9), передвигаясь в обратном направлении - в сторону исходного состояния, замкнет контакты включателя (2), при этом отключатся триггеры (27) и (28), соответственно, отключится через реверсный блок напряжение питания на электродвигатель (11), а на индикаторе будет зафиксировано число, отображающее величину отклонений относительно створной линии.

Преобразователи «угол - импульс» имеют большое преимущество по сравнению с преобразователями «время - импульс», так как не требуют стабильности вращения и могут работать при любой, даже изменяющейся скорости вращения.

Если ширину щели принять за n = 0,5 мм, длину за l = 200 мм, то площадь сечения составит S = 100 мм2. Радиус выходной части световодного жгута определим как:

R = 4s7k = Vi00/3,14 = 5,6 мм. (16) ний.

Выводы

Как видно из расчетов, увеличение диапазона измерений не приводит к кубической зависимости, в отличие от аналога, что позволяет значительно сократить габаритные размеры устройства.

Величина отклонения будет определяться относительно центра лазерного пучка (5 = п1 + п2 /2).

Как видно на графике (рис. 4), электронная схема работает на спад сигнала, в отличие от известных анализаторов.

Сканирование с помощью предложенного гибкого стального троса взамен винтового механизма дает возможность уменьшить массогабаритные параметры. Например, при диапазоне 200 мм габаритные размеры прототипа составят: длина (с учетом габаритов электродвигателя и фотоэлектронного умножителя) - 250 мм, высота - 210 мм и ширина с учетом толщины - 210 мм. Габариты предлагаемого регистратора при том же диапазоне измерений составят: длина - 210 мм, высота - около 50 мм и ширина (включая объем световодных волокон) - 55 мм. Если сравнить габаритные размеры аналога V1=2 50 x 2 10 x 2 10 = 11x 106 мм3 и объем предлагаемого устройства V=250 х 50 х 55 = 7х 105 мм3, разница объемов составит 16-кратную величину.

Предлагаемое устройство может найти практическое применение также при производстве высокоточных инженерно-геодезических измерений на объектах инженерной инфраструктуры, при монтаже строительных конструкций, контроле деформации гидротехнических сооруже-

REFERENCES

1. Bespalov, Y. I., & Tereshenko, T. Y. (2010). Lazernyye marksheydersko-geodezicheskiye izmereniya v stroitel'stve [Laser mine surveying and geodetic measurements in construction]. St. Petersburg State University of Architecture and Construction.

2. Domrachev, V., Matveevskiy, V., & Smirnov, Y. (1987). Skhemotekhnika tsifrovykh preobrazovateley peremeshcheniy [Circuitry of digital displacement transducers]. Moscow: Energoatomizdat.

3. Farris, E., Hunter, T., Loy, A., & Vardy, E. (1986, August 03). Canada Patent No. CA 1142347.

4. Goligin, N. X., & Yambayev, N. K. (2005). Geodezicheskoye instrumentovedeniye [Geodetic instrumentation]. Moscow: Yukis.

5. Latiyev, S. (2015). Konstruirovaniye tochnykh opticheskikh priborov [Designing precision optical instruments]. St. Petersburg: Lan.

6. Rannev, G. (2010). Izmeritel'nyye informatsionnie sistemy [Measuring information systems]. Moscow: Akademiya.

7. (2005, February 21). RFPatent No. RU226266C1 IPC GOIB.

8. Ustavich, G. (2005). O sovershenstvovanii tekhnologiy nivelirovaniya [On the improvement of leveling technologies]. Geodesy and Cartography.

9. Yakushenkov, Y. (2013). Osnovy optiko-elektronnogo priborostroyeniya [Fundamentals of optoelectronic instrumentation] (2 ed.). Moscow: Logos.

10. Yambayev, H. (1990). Spetsial'nyye pribory dlya inzhenerno-geodezicheskikh rabot [Special instruments for engineering and geodesic works]. Moscow: Nedra.

11. Yusupbekov, N., Aliyev, R., Aliyev, R., & Yusupbekov, A. (2014). Intellektual'nyye sistemy upravleniya i prinyatiye resheniy [Intelligent control systems and decision making]. Tashkent.

12. Zahidov, N., & Tombu, R. (1993, June 15). RF Patent No. SU1821640, IPC GOIB 21/00.

13. Zakaznova, N. (Ed.). (1988). Prikladnaya optika [Applied Optics]. Moscow: Mashinostroeniye.

14. Zakhidov, N., Samborskiy, A., & Imomqulov, U. (n.d.). Uzbekistan Patent No. UZ FAP 01837, IPC GOIB 11.

15. Zatsarinnyy, A. (1976). Avtomatizatsiya vysokotochnykh inzhenerno-geodezicheskikh izmereniy [Automation of high-precision geodetic engineering measurements]. Moscow: Nedra.

Рецензент: Тошболтаев М.Т., д.т.н., профессор, заместитель директора по научной работе и инновациям Научно-исследовательского института механизации сельского хозяйства.

PRINT ISSN 2181-9637 ИЛМ-ФАН ВА ИННОВАЦИОН РИВОЖЛАНИШ

ONLINE ISSN 2181-4317 НАУКА И ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ

2 / 2023 SCIENCE AND INNOVATIVE DEVELOPMENT

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.