JPS61112914A - Angle measuring device particularly for geodetic instrument - Google Patents

Angle measuring device particularly for geodetic instrument

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Publication number
JPS61112914A
JPS61112914A JP24427985A JP24427985A JPS61112914A JP S61112914 A JPS61112914 A JP S61112914A JP 24427985 A JP24427985 A JP 24427985A JP 24427985 A JP24427985 A JP 24427985A JP S61112914 A JPS61112914 A JP S61112914A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
graduation
scanning system
value
measuring device
angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP24427985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
エアハルト・ザンデンシユヌーア
ヴイーラント・フアイスト
ヘルムート・グラス
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Jenoptik AG
Original Assignee
Carl Zeiss Jena GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Jena GmbH filed Critical Carl Zeiss Jena GmbH
Publication of JPS61112914A publication Critical patent/JPS61112914A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C1/00Measuring angles
    • G01C1/02Theodolites
    • G01C1/06Arrangements for reading scales

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 酢夏−り外千団り年I一 本発明は中でも測地学的な器機のための、測定目盛とし
て増分的刻線目盛列を有する回転分度盤と、各目盛間隔
を同数の部分に分割するパルス発生器と、間隔の値と内
挿の値とを測定するためのオプト電子学的走査系と(但
しこれら走査系は器機の水]を軸または垂直軸に対して
直径の上で訃つその軸の回りに対として回転可能に、ま
たは大きさを変え得る角度で固定配置されている)、]
二配分度盤の光学的読み取りのための手段と、および測
定値の評価と表示とのための後続配置された諸装置とを
包含する、角度測定装置に関する。この装置は水平方向
角度および垂直方向角度を測定するための、並びに種々
の角度を経始および表示するための全ての測地学的およ
び精密測定技術的器機において、すなわち例えば経緯儀
、視距機、角度目盛測定装置、ゴニオメータおよび分度
盤等において用いられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION OBJECTS OF THE INVENTION The present invention relates to a rotary minute scale having an incremental graduated scale row as a measuring scale, inter alia for geodetic instruments. a pulse generator that divides each graduation interval into an equal number of parts, and an optoelectronic scanning system for measuring the interval value and the interpolation value, provided that these scanning systems are diametrically arranged relative to an axis or vertical axis, rotatable as a pair about that axis, or fixedly arranged at an angle of variable magnitude);
An angle measuring device comprising means for optical reading of a dual distribution disc and subsequently arranged devices for evaluation and display of measured values. This device is suitable for use in all geodetic and precision measuring instruments for measuring horizontal and vertical angles, as well as for initiating and displaying various angles, i.e. for example theodolites, rangefinders, Used in angle scale measuring devices, goniometers, protractors, etc.

種々の測定器具に一定の目盛精度の分度盤を用いること
は知られている。角度を測定する種々の測地学的器機に
おいては何回もの測定を行なってそれぞれの新しい測定
の前にその分度盤をスライド調節することにより固有目
盛誤差を除かなければならない。これは或る限られた範
囲までしか可能ではなく、そして或る一定の精度しか得
られない。分度盤を電気光学的に読み取ることによって
一段階読み取りシステムまたは二段階読み取りシステム
を用いて分□度盤を多くのポジションにおいて増分的に
または絶対的に読み取ることが可能である。一段階の分
度盤読み取りはこの分度盤があまり大きくならないとき
に限定された精度しかもたらさない。より精密な分度盤
はマイクロメータによって二段階で読み取られ、その際
分度盤の読み取り1表示は相[」盛読み取りと精密読み
取りとを合成して行なわれる。粗目盛読み取りは増分的
および絶対的読み取りによって行なわれ、一方精密読み
取りは増分的に数えることによって行なわれる。全体と
しての読み取りは両方の読み取り値に与えられる(スイ
ス特許第444508号公報)。
It is known to use protractors with a certain scale accuracy in various measuring instruments. In various geodetic instruments that measure angles, inherent scale errors must be removed by making a number of measurements and sliding the protractor before each new measurement. This is only possible to a certain extent and only gives a certain precision. By reading the dial electro-optically, it is possible to read the dial incrementally or absolutely in many positions using a one-stage reading system or a two-stage reading system. A one-step protractor reading provides only limited accuracy when the protractor does not get very large. More precise dials are read in two stages by means of a micrometer, with one readout of the dial being a combination of a phase reading and a precision reading. Coarse scale readings are made by incremental and absolute readings, while fine readings are made by counting incrementally. The overall reading is given for both readings (CH444508).

精密読み取りを求めるための内挿は機械的および光学的
手段によって行なうことができるか、或はまた分度盤を
多数回も走査検出する場合に電子的にも行なうことがで
きる(位相測定法)。この位相測定法によれば増分的な
読み取りの高い分解能(Aufl ocsung)およ
び精度上昇が達成される。分度盤の増分的測定方法はそ
の都度の角度変化に際して継続的な順方向および逆方向
カウントが行なわれるために全てのオプト電子学的(0
ρtoe1.ect−ronjsch)構成要素が常運
転状態になっているので、継続的に電流を必要とすると
言う欠点を有する。その」二にその都度スイッチオン過
程の後で零点を検査し、そしてその都度のスイッチオフ
過程の後で角度従属状態が消し去られてしまう。
Interpolation to obtain precise readings can be carried out by mechanical and optical means, or also electronically in the case of multiple scanning of the protractor (phase measurement method). . This phase measurement method achieves a high resolution and increased precision of the incremental readings. The incremental measuring method of the protractor dial allows all optoelectronic (zero)
ρtoe1. ect-ronjsch) has the disadvantage of requiring continuous electrical current since the components are in constant operation. Secondly, the zero point is checked after each switch-on process, and the angular dependence is eliminated after each switch-off process.

動きの変化やその器機の変形は追加的な表示の変更をも
たらす。絶対的読み取りはこのような欠点は示さない。
Changes in movement and deformation of the device result in additional display changes. Absolute readings do not exhibit such drawbacks.

完全コード化のためのトレースの労作を制限するために
、シリーズ的なコーディングが用いられ、これを動的に
読み取る。この絶対的読み取りシステムはその精度にお
いて肉眼による光学的読み取り方法に匹敵する。増分的
読み取り方法は個々の目盛誤差の加算をもたらすけれど
も絶対的読み取り方法ではこれはあり得ない。ここでは
目盛誤差の総和は例えば経緯儀において通常的であるよ
うに分度盤を人手によってスライド調節することによっ
て除かなければならない。スイス特許第372847号
公報から分度盤目盛の検査装置が公知であり、これによ
れば分度盤の目盛誤差は回転する分度盤を用いて求めら
れる。
To limit the trace effort for complete encoding, serial coding is used and read dynamically. This absolute reading system is comparable in accuracy to optical reading methods with the naked eye. While the incremental reading method results in an addition of the individual graduation errors, this is not possible with the absolute reading method. Here, the total scale error must be eliminated by manual sliding adjustment of the protractor, as is customary, for example, in theodolites. From Swiss Patent No. 372,847, a device for testing a protractor scale is known, in which the scale error of a protractor is determined using a rotating protractor.

東ドイツ特許第117]15号公報には、角度を数値に
換算するための、および角度をコード化するための装置
と方法とが記述されている。この方法は、これが完全に
増分的に行なわれることおよびその読み取り系内の全て
の汚れや全ての短期間の変形が測定結果に影響を及ぼし
、そして各測定を異なった目盛のところで行なわなけれ
ばならないと言うことが欠点である。
East German Patent No. 117]15 describes a device and a method for converting angles into numerical values and for encoding angles. This method requires that it is done completely incrementally and that any contamination or any short-term deformation in the reading system will affect the measurement result, and each measurement must be taken at a different scale. That is a drawback.

発明が解決しようとする皿蟇ム 本発明は上述した諸欠点を除いて全ての精度段階に対し
て高い精度、高い測定の確実性並びに測定手段の低廉な
費用と共に目盛誤差を除いて角度測定を行なうことを目
的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Except for the above-mentioned drawbacks, the present invention provides high accuracy for all accuracy levels, high measurement certainty, low cost of measuring means, and angle measurement that eliminates scale errors. The purpose is to do something.

本発明の課題は、回転分度盤を備えた角度測定装置を、
粗測定段階と精密測定段階とを用いる測定に際して、角
度決定と同時に、分度盤の完全な回転を必要とすること
なくその分度盤目盛誤差と読み取り誤差との影響を除く
ように構成することである。
The problem of the present invention is to provide an angle measuring device equipped with a rotary protractor.
To be configured to eliminate the influence of the protractor scale error and reading error without requiring a complete rotation of the protractor when determining the angle during measurement using a coarse measurement stage and a precision measurement stage. It is.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

問題点を解決するための手段 本発明に従えば上記の課題は、上記回転分度盤に対して
上記増分的刻線目盛列と共軸に少なくとも一つ以上の完
全コード化された目盛列が備えられていること、一方の
読み取りポジションにおける一ヒ記回転分度盤の目盛刻
線がもう一方の読み取りポジションの各目盛列のための
インデックスを形成し、そしてそのコード間隔内で検出
された内挿値だけに対して平均値を作り出すこと、固定
の走査系と回転可能な走査系との間の角度の大きさがそ
のコード化された目盛の読み取りと内挿測定とから求め
られること、およびその測定目盛およびその完全コード
化された目盛が同時的に上記の固定走査系と回転可能走
査系とによって読み取られることによって解決される。
Means for Solving the Problems According to the invention, the above object is achieved by providing at least one fully coded graduation row for the rotary protractor coaxially with the incremental score graduation row. provided that the graduation lines of the rotary protractor in one reading position form an index for each graduation column in the other reading position and that producing an average value only for the interpolated values; the magnitude of the angle between the fixed scanning system and the rotatable scanning system is determined from the reading of the coded graduation and the interpolated measurement; and The solution is that the measuring graduation and the fully coded graduation are read simultaneously by the above-mentioned fixed scanning system and by the rotatable scanning system.

回転分度盤の目盛を、分度盤の目盛誤差に依存する或る
函数であるコンピュータプログラムに従って走査検出す
ること、回転分度盤の読み取りを、追加的目盛刻線また
は予め与えられたコードワードであるような或る零点マ
ークによって発動させることおよび回転可能走査系と固
定走査系とが分度盤の半径線および直径線を走査検出す
るために上方からの照明光または透過光において同一目
盛を上下から読み取ることが有利である。更にまた、目
盛間隔の値が、一つのコードワードの長さを包含するよ
うなH1’l定「」盛列の個々の1」盛間隔の数から作
り出される平均値であること、内挿間隔の値が、測定目
盛の同様に一つのコードワードの長さを包含する内挿間
隔の数から形成される平均値であること、それら目盛間
隔の値と内挿間隔の値とが分度盤の固定された、または
回転可能な半径線または直径線のところで各走査系によ
って読み取られ、そしてその角度の大きさの平均値を決
定すること、更にはまた完全コード化された目盛に対し
て両側に同心的に少なくとも一つ以上の増分的刻線目盛
列が設けられ、および/またはその増分的刻線目盛列に
対して両側に同心的に少なくとも一つ以」二の完全コー
ド化目盛が設けられていること、およびその角度の大き
さの内挿値が上記目盛間隔値と内挿間隔値との平均値か
ら商を作り出すことによって得られることが有利である
。また、−に記零点マークが固定走査系のマークと一致
したときに回転可能走査系のマークのところにおける完
全コー1く化′目盛の読み取りの作動がもたらされるこ
とおよびコンピュータパルス信号が固定走査系のマーク
のところおよび回転可能走査系のマークのところにおい
て同時にその完全コード化目盛の読み取りを発動させ、
そしてその角度の大きさの度数値を両方の読み取り値の
差額から形成することも有利である。
Scanning the graduations of a rotating protractor according to a computer program that is a function dependent on the graduation error of the dial; and that the rotatable scanning system and the fixed scanning system have the same scale in illumination or transmitted light from above to scan and detect the radial and diameter lines of the protractor. It is advantageous to read from above and below. Furthermore, the value of the tick interval is an average value produced from the number of individual 1' tick intervals of the H1'l constant series such that it encompasses the length of one codeword, the interpolation interval. that the value of is the average value formed from the number of interpolation intervals that also encompass the length of one codeword of the measuring scale, and that the values of the scale intervals and the interpolation interval values are on a protractor. to determine the average value of the angular magnitude read by each scanning system at a fixed or rotatable radial or diametric line, and also on both sides for a fully coded scale. and/or at least one or more fully coded graduations are provided concentrically on either side of the incremental score graduations. Advantageously, the interpolated value of the angular magnitude is obtained by creating a quotient from the average value of the graduation interval value and the interpolated interval value. It is also provided that - when the zero point mark coincides with the mark of the fixed scanning system, the actuation of the reading of the full scale scale at the mark of the rotatable scanning system is brought about and that the computer pulse signal is connected to the fixed scanning system. activating the reading of the fully coded scale simultaneously at the mark of the rotatable scanning system and at the mark of the rotatable scanning system;
It is also advantageous to form the power value of the angular magnitude from the difference between the two readings.

(肛 本発明によれば回転分度盤を用いて相測定段階および精
密測定段階による角度測定を、測定に際して分度盤の完
全な回転を必要とすることなく角度測定と同時に分度盤
目盛誤差および読み取り誤差の影響を除くように行なう
ことができる。これによって精度と測定の確実性とが上
昇し、そして測定手段の低い費用と共に比較的小さな分
度盤を用いて角度測定を行なうことが可能となる。
(According to the present invention, a rotary protractor is used to measure angles through phase measurement stages and precision measurement stages. and can be carried out to eliminate the effects of reading errors, which increases the accuracy and reliability of the measurement and allows angle measurements to be made using relatively small protractors with low cost of the measuring means. becomes.

夫庭叢 以下、添付の図式的に示した各図面によって本発明を更
に詳細に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawings.

第1図は、水平水準用の三脚1と、支持台2と、望遠鏡
9と、およびこの望遠鏡9によって目標を狙うために−
に記支持台2を精密調節するための部材8とからなる公
知の基本構造を要する経緯儀を示す。この経緯儀は回転
可能な分度盤14 と、固定的走査系13および]7と
、および」配分支持台2と共に回転可能な走査系18お
よび19とを備えている。三脚]−の中に嵌め込み心棒
3が嵌め込まれており、この中に直立軸ブシュ4が固定
配置されている。直立軸ブシュ4の上にホルダ16によ
って固定的走査系】3および17が中心を合わせて設け
られている。直立軸ブシュ4の中で直立軸5が回転し、
この軸の中にモータ6が接続ケーブルと共に固定されて
いる。直立軸5は回転可能な走査系】8および19並び
に電流供給と信号取り出しとのための接続線20および
21 を支持台2と一緒に支持している。モータ6はギ
ヤ27およびカプリング10を介して軸12を駆動し、
この軸は軸受J】の中で回転し、この軸受は直立軸5と
固定的に結合されている。この@12は回転可能分度盤
14 を有する分度盤支持部材15を支えている。回転
可能走査系および固定走査系18、=12− 19.13および17は垂直回転軸A−Aから同じ間隔
を有しており、この回転軸は直立軸5の中心を通って延
びていて経緯儀はこれの回りに分度盤14と共に回転す
る。この場合に走査系13,17および18.19は互
いに直径」二に設けられている。
FIG. 1 shows a tripod 1 for horizontal leveling, a support base 2, a telescope 9, and a method for aiming at a target with this telescope 9.
2 shows a theodolite which requires a known basic structure consisting of a member 8 for precise adjustment of the support base 2. FIG. The theodolite has a rotatable protractor 14, a stationary scanning system 13 and 7, and a scanning system 18 and 19 that is rotatable with the distribution support 2. A telescopic axle 3 is inserted into the tripod, in which an upright shaft bushing 4 is fixedly arranged. A fixed scanning system 3 and 17 is provided centered on the upright shaft bushing 4 by means of a holder 16. The upright shaft 5 rotates within the upright shaft bushing 4,
A motor 6 is fixed in this shaft together with a connecting cable. The upright shaft 5 supports the rotatable scanning system 8 and 19 as well as the connection lines 20 and 21 for current supply and signal extraction together with the support base 2. Motor 6 drives shaft 12 via gear 27 and coupling 10;
This shaft rotates in a bearing J], which is fixedly connected to the upright shaft 5. This @ 12 supports a protractor support member 15 having a rotatable protractor 14 . The rotatable scanning system and the fixed scanning system 18, = 12-19.13 and 17 have the same distance from the vertical axis of rotation A-A, which axis extends through the center of the upright axis 5 and The instrument rotates around this together with the protractor 14. In this case, the scanning systems 13, 17 and 18.19 are arranged at a diameter of 2" from each other.

この経緯儀のこれらの構造要素のそれぞれの機能は公知
であり、従ってここではそれ以上記述しない。
The function of each of these structural elements of the theodolite is known and therefore will not be described further here.

次に角度の測定の態様を第2図の図式図によって説明す
るならば、回転可能分度盤14の上に測定目盛列とコー
ド目盛列とが設けられているが、見易さのために測定目
盛列24だけを拡大して示してあり、と言うのはこの回
転分度盤】4に対してその測定目盛列と同心的に少なく
とも一つ以上の完全コード化目盛列が設けられており、
その際この完全コード化目盛列に対して両側に同心的に
少なくとも一つ以上の増分的測定目盛列が設けられ、お
よび/またはその増分的測定目盛列に対して両側に同心
的に少なくとも一つ以上の完全コード化目盛列が設けら
れているからである。直径線O−○または半径線Rが固
定の、または回転可能な走査系13.17または18.
19によって走査検出され、その際回転可能走査系18
、】9は固定走査系13、I7に対して或る角度αだけ
互いにずれている。この場合に一方の読み取りポジショ
ンにおける回転分度盤14の目盛刻線がもう一方の読み
取りポジションにおける目盛のためのインデックスを構
成するか、またはその逆になる。分度盤14の半径線お
よび直径線の走査検出のためにそれら回転可能および固
定の走査系18.19.13および17は同一目盛を上
側からの照明光または透過光において下側から、および
」二側から走査検出する。観測者が測定過程を開始させ
ると、分度盤14は4i111 A −Aの回りに一様
な回転状態に置かれ、そしてこの回転分度盤14の目盛
は分度盤14の1」盛誤差に依存する或る函数であるコ
ンピュータプログラムに従って走査検出される。分度盤
14は目盛列24 を有しており、この目盛列は目盛列
25および26の内挿と読み取りとに利用され、そして
角度の度数の値を決定する(第3図参照)。
Next, to explain the aspect of angle measurement using the diagrammatic diagram shown in FIG. Only the measuring graduation row 24 is shown enlarged, since the rotary protractor 4 is provided with at least one fully coded graduation row concentrically with the measuring graduation row. ,
At least one incremental measuring graduation row is then provided concentrically on both sides with respect to this fully coded graduation row, and/or at least one row of incremental measuring graduations is provided concentrically on both sides with respect to the incremental measuring graduation row. This is because the complete coded scale array described above is provided. Scanning system 13.17 or 18. in which the diameter line O-○ or the radius line R is fixed or rotatable.
19, the rotatable scanning system 18
, ]9 are offset from each other by a certain angle α with respect to the fixed scanning system 13 and I7. In this case, the graduation lines of the rotary protractor 14 in one reading position form the index for the graduation in the other reading position, and vice versa. For scanning detection of the radial and diametric lines of the protractor 14, these rotatable and fixed scanning systems 18, 19, 13 and 17 carry out identical graduations from below in illuminating light from above or in transmitted light, and Scan detection from two sides. When the observer starts the measurement process, the protractor 14 is placed in a uniform rotation around 4i111 A - A, and the scale of this rotating protractor 14 is 1" graduation error of the protractor 14. The scan detection is performed according to a computer program which is a certain function depending on . The protractor 14 has a graduation row 24 which is used for interpolation and reading of the graduation rows 25 and 26 and for determining the value of the degree of the angle (see FIG. 3).

分度盤14 を回転させたときに各目盛列24.25お
よび26は両走査系17および18のそれら目盛に従属
する各開口(読み取りポジションAS)を通過し、そし
てそれらは電気信号に変換される。
When the protractor 14 is rotated, each graduation row 24, 25 and 26 passes through the corresponding aperture (reading position AS) of the two scanning systems 17 and 18, and they are converted into electrical signals. Ru.

図示されていないマイクロコンピュータのプログラムに
含まれている命令がそのマイクロコンピュータに接続し
ているバーlくウェアの作動をフリップフロップ29の
作動によってもたらし、そして各測定ポジションAS 
17/25.17/26並びにAS18/24および1
8/26のところにおりる各目盛列24.25および2
6の読み取りを準備させる(第4図)。次いで目盛列2
5の第1のマークが読み取りポジションAS 18/2
5のそれに従属する開口を通過したときにそのパルスは
グー1〜回路(Tor−schaltung) 28を
介してゲート回路30および32を次のように、すなわ
ち読み取りポジションAS 18/26のところで後続
側の目盛26がゲート回路30を介してレジスタ31の
中に読み取られ、そして同時に読み取りポジションAS
 ]7/24のところで後続側の目盛24がグー1−回
路32を介してカウンタ33の中へ記録されるように制
御する。
Instructions contained in the program of a microcomputer (not shown) cause the operation of software connected to that microcomputer by the operation of flip-flops 29, and each measuring position AS
17/25.17/26 and AS18/24 and 1
Each scale row 24, 25 and 2 at 8/26
6. Prepare for reading (Figure 4). Next, scale row 2
5 first mark is reading position AS 18/2
5, the pulse passes through the circuit 28 to the gate circuits 30 and 32 as follows: at the reading position AS 18/26 on the subsequent side Graduation 26 is read into register 31 via gate circuit 30 and at the same time read position AS
] At 7/24, the subsequent scale 24 is controlled to be recorded in the counter 33 via the goo 1 circuit 32.

このパルスによって追加的にゲート回路34 がゲート
回路30を介して次のように、すなわち目盛列25が測
定ポジションAS 17/25のところでこのゲート回
路を通過できるように予め準備される。
This pulse additionally prepares the gate circuit 34 via the gate circuit 30 in such a way that the graduation column 25 can pass through this gate circuit at the measuring position AS 17/25.

次に目盛列25の一つのマークが読み取りポジション^
S 17/25のそれに従属する開口を通過したならば
、ゲート回路32はゲート回路34を遮断し、そしてそ
れによってカウンタ33の中での目盛列24のカウント
を終了させる。カウンタ33内で見出される値が1°/
10の角度の値を表わす。
Next, one mark on the scale row 25 is the reading position ^
Once the corresponding opening of S 17/25 has been passed, the gate circuit 32 interrupts the gate circuit 34 and thereby ends the counting of the graduation row 24 in the counter 33. The value found in counter 33 is 1°/
Represents the value of 10 angles.

目盛列25の」1記マークが読み取りポジションAS 
17/25のそれに従属する開口と一致したならば同時
に、読み取りポジションAS 17/26のところの目
盛の、レジスタ36中への読み取りのためのゲート回路
が開かれる。目盛列26のレジスタ31 または36中
への読み取りは目盛列25の第2のマークが読み取りポ
ジションAS 18/25またはAS 17/25と一
致して電気信号がゲート回路30または35を遮断した
ときに終了する。レジスタ31および36のコード化さ
れた内容G1およびG2はマイクロコンピュータの中で
引算(Gl−G2)され、その際この差額はその角度の
度数の値を表わす。もしG2が61 よりも大きいとき
、すなわち上記差額がマイナスの場合はその角度差額(
Gl 7 G2)にその分度盤14の全角度、例えば4
00°が加算される。目盛列25の最初のマークが測定
ポジションA318/25のそれに従属する開口と一致
したときに、目盛列25の最初のマークと共に現われる
目盛列24のマークが発信機39によって作り出された
パルスのゲート回路42を介して第1の目盛間隔カウン
タ43の中へ行なわれる計数およびその発信機パルスの
ゲート回路40を介して第1の内挿間隔カウンタ41の
中へ行なわれる計数が開始されるようにして角度の内挿
値の測定も開始される。
The "1" mark on scale row 25 is the reading position AS
As soon as the corresponding opening of AS 17/25 coincides, the gate circuit for reading the graduation at reading position AS 17/26 into register 36 is opened. Reading into register 31 or 36 of graduation row 26 occurs when the second mark of graduation row 25 coincides with reading position AS 18/25 or AS 17/25 and an electrical signal interrupts gate circuit 30 or 35. finish. The coded contents G1 and G2 of registers 31 and 36 are subtracted (G1-G2) in the microcomputer, this difference representing the value of the degree of the angle. If G2 is larger than 61, that is, if the above difference is negative, then the angle difference (
Gl 7 G2) and the entire angle of the protractor 14, for example 4
00° is added. The marking of the graduation row 24 that appears together with the first mark of the graduation row 25 is gated by the pulse generated by the transmitter 39 when the first mark of the graduation row 25 coincides with the aperture subordinate thereto of the measuring position A 318/25. 42 and into the first interpolation interval counter 41 via the gating circuit 40 of its oscillator pulses. Measurement of the interpolated value of the angle is also started.

目盛列24の測定ポジションAS 17/24のところ
の最初のマークがゲート回路40を遮断してカウンタ4
1内でのパルスの計数を終了させる。このカウンタの内
容a1はコンピュータに受は取られて記憶される。
The first mark at measurement position AS 17/24 of scale row 24 interrupts gate circuit 40 and
Terminate the counting of pulses within 1. The contents a1 of this counter are received and stored in the computer.

同時に、読み取りポジションAS 17/24のところ
の目盛列24の最初のマークによってグー1〜回路44
 を介して第2の目盛間隔カウンタ45が満たされ、そ
して第2の内挿間隔カウンタ47の中に発信機のパルス
を読み取るためのゲート回路46が開かれる。
At the same time, the first mark of the scale row 24 at the reading position AS 17/24 marks the circuit 44
The second graduation interval counter 45 is filled via , and the gating circuit 46 for reading the transmitter pulses into the second interpolation interval counter 47 is opened.

分度盤14が更に回転して目盛列24の第2のマークが
読み取りポジションAS 18/24の開口と一致した
ならば、先ず第1にその電気信号がゲート回路46を遮
断してカウンタ47の中の発信機パルスの計数を終了さ
せ、そして第2に第1の目盛間隔カウンタ43の内容b
□がマイクロコンピュータに受は取られて消去される。
When the protractor 14 rotates further and the second mark of the scale row 24 coincides with the opening of the reading position AS 18/24, the electrical signal first interrupts the gate circuit 46 and outputs the counter 47. and secondly the contents of the first graduation interval counter 43 b
□ is taken by the microcomputer and erased.

カウンタ47の内容c1 は内挿間隔値に対する補正量
を表わす。
The content c1 of the counter 47 represents the amount of correction for the interpolation interval value.

これと同様にして測定ポジションAS 17/24のそ
れに対応する開口のところを通過する目盛列24の第2
のマークが第2の目盛間隔カウンタ45のH1数を終了
させ、その際カウンタ45の内容d1 はコンピュータ
に受は取られてこのカウンタ45は消去される。
Similarly, the second graduation row 24 passes through the corresponding opening of the measuring position AS 17/24.
mark ends the H1 number of the second graduation interval counter 45, the content d1 of the counter 45 is then transferred to the computer and this counter 45 is erased.

目盛列24の後続の各マークはそれぞれの測定ポジショ
ンAS 17/24およびAS 18/24 ノ、!ニ
ー コロでこのような測定過程を反復させ、それによっ
てカウンタ41.43.45および47ハ常Lニー a
、 b、 cおよびdの数値情報をマイクロコンピュー
タへ送り出し、このマイクロコンピュータがそれらの情
報を書き込み読み出しメモリに記憶させる。このメモリ
はそれらa、b、 c、dの値に対してコードワードの
長さに相当して例えばそれぞれ10個のメモリポジショ
ンを含んでおり、その際カウンタ41 からの第1の情
報値a、はメモリポジションM1に、第2の情報値a2
はメモリポジションM2に、a3 はM3に、そしてそ
のようにして第10の情報値ato は旧0にそれぞれ
記憶される。
Each subsequent mark in the graduation row 24 corresponds to a respective measuring position AS 17/24 and AS 18/24,! By repeating such a measuring process on the knee rollers, the counters 41, 43, 45 and 47 are constantly
, b, c, and d to a microcomputer, which writes and reads the information and stores it in memory. This memory contains, for example, 10 memory positions corresponding to the length of the code word for the values a, b, c, d, with the first information value a, from the counter 41 stores the second information value a2 in memory position M1.
is stored in memory position M2, a3 is stored in M3, and thus the tenth information value ato is stored in old 0.

第10番目のメモリポジション旧0が書き込まれた後で
そのマイクロコンピュータは情報値a1ないしaLQの
平均値茗を作り出す。マイクロコンピュータは次に第1
1番目の情報値が再びメモリポジション旧の上に記憶さ
れ、そして情報値a2 ないしa□、の平均値心が作り
出され、そして第12番目の情報値がメモリポジション
M2の上に記憶されて情報値a3 がらa12.までの
平均値iが作り出され、等等のようにそのアドレスバス
を制御する。このような記憶装置の作動は目盛列25の
第3番目のマークと読み取りポジションA518/25
のそれに対応する開口とが一致したときに終了する。こ
のようにして第1の内挿間隔の各平均された数値情報i
、i、・・・a工。、第1の目盛間隔の各平均された数
値情報圏、虱、・・・blO1第2の内挿間隔の各平均
された数値情報己、乙、・・・乙、および第2の目盛間
隔の各平均された数値情報石、乙、・・・虱が得られる
。内挿値の標準化は数値情報a−n : btLまたは
C,t: d、、 (n = 1.2. ・・・10)
の商の値を作り出すことによって行なわれる。これらの
商の値からもう一度平均値を取ることによってその角度
に従属する内挿値が与えられ、その際(c#r)の平均
値は標準値のための補正値であり、従って標準値から、
商(a/E)の平均値によってその平=2〇− 均値を作り出す前に差し引かなければならないと言うこ
とを考慮すべきである。
After the tenth memory position old 0 has been written, the microcomputer produces an average value of the information values a1 to aLQ. Microcomputers are the next
The 1st information value is stored again on memory position old, and the average value center of information values a2 to a□, is created, and the 12th information value is stored on memory position M2 and information Value a3 to a12. The average value i up to is created, and so on to control that address bus. The operation of such a memory device is based on the third mark of the scale row 25 and the reading position A518/25.
The process ends when the corresponding aperture matches the aperture. In this way, each averaged numerical information i of the first interpolation interval
, i, ...a engineering. , each averaged numerical information sphere of the first scale interval, Lice, ...blO1, each averaged numerical information of the second interpolation interval Self, Otsu, ... Otsu, and of the second scale interval. Each averaged numerical information stone, otsu, ... louse is obtained. Standardization of interpolated values is numerical information a-n: btL or C, t: d, (n = 1.2. ...10)
This is done by creating the quotient value of . By taking the average value again from these quotient values, the interpolated value dependent on the angle is given, where the average value of (c#r) is a correction value for the standard value, and therefore from the standard value ,
It should be taken into account that by the average value of the quotient (a/E) its average = 20- must be subtracted before producing the average value.

従って角度の大きさの内挿値は目盛間隔値と内挿間隔値
とのそれぞれの平均値から商を作り出すことによって得
られ、その際目盛間隔値と内挿間隔値とは走査系13.
17.18および19を用いて分度盤14の固定および
回転可能の半径線または直径線のところで読み取られ、
そしてそれらの平均値が角度の大きさを与える。この角
度測定装置は水平方向角度のみならず垂直方向角度にも
適用可能である。垂直方向角度の測定については記述し
なかったけれどもこれは水平方向角度の測定と同様に行
なうことができるからである。
The interpolated value of the angular magnitude is therefore obtained by creating a quotient from the respective average value of the graduation interval value and the interpolation interval value, where the graduation interval value and the interpolation interval value are the same as those of the scanning system 13.
17. read at the fixed and rotatable radius or diameter line of the protractor 14 using 18 and 19;
And their average value gives the magnitude of the angle. This angle measuring device is applicable not only to horizontal angles but also to vertical angles. Although vertical angle measurements have not been described, this can be done in the same way as horizontal angle measurements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を適用した経緯儀の例の正面図、第2図
はその分度盤の走査系の説明図、第3図は分度盤の1例
の部分拡大説明図、第4図は本発明に従う装置の電子的
制御部のブロック線図。 1・・・三脚     2・・・支持台3・・・嵌込み
心棒  4・・・直安軸ブシュ5・・・直Sγ軸   
 6・・・モータ7・・・接続ケーブル 8・・・微調
筋部材9・・・望遠鏡    ](1・・・カプリング
11・・・軸受 13.17.18.19・・・走査系 14・・・分度盤    15・・・支持部材16・・
・ホルダ    20.2]・・・接続線24.25.
26・・・11盛列 27・・・ギヤ 28.30.32.34.35.40.42.44.4
6・・・ゲート回路 29・・・フリップフロップ 3]、36・・・レジスタ 33.41.43.45.47・・・カウンタ39・・
・発信機 億 Fig、 3 襲
Fig. 1 is a front view of an example of a theodolite to which the present invention is applied, Fig. 2 is an explanatory diagram of the scanning system of the protractor, Fig. 3 is a partially enlarged explanatory diagram of an example of the protractor, and Fig. 4 The figure is a block diagram of the electronic control part of the device according to the invention. 1... Tripod 2... Support stand 3... Fitting shaft 4... Straight shaft bushing 5... Straight Sγ axis
6...Motor 7...Connection cable 8...Fine adjustment member 9...Telescope] (1...Coupling 11...Bearing 13.17.18.19...Scanning system 14...・Protractor board 15...Supporting member 16...
・Holder 20.2]...Connection line 24.25.
26...11 row 27...gear 28.30.32.34.35.40.42.44.4
6...Gate circuit 29...Flip-flop 3], 36...Register 33.41.43.45.47...Counter 39...
・Transmitter Billion Fig, 3 attacks

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)中でも測地学的な器機のための、 測定目盛として増分的刻線目盛列を有する 回転分度盤と、 各目盛間隔を同数の部分に分割するパルス 発生器と、 間隔の値と内挿の値とを測定するためのオ プト電子学的走査系と(但しこれら走査系は器機の水平
軸または垂直軸に対して直径の上で且つその軸の回りに
対として回転可能に、または大きさを変え得る角度で固
定配置されている)、 上記分度盤の光学的読み取りのための手段 と、および 測定値の評価と表示とのための後続配置さ れた諸装置と を包含する、角度測定装置において、 上記回転分度盤に対して上記増分的刻線目 盛列と共軸に少なくとも一つ以上の完全コード化された
目盛列が備えられていること、 一方の読み取りポジションにおける上記回 転分度盤の目盛刻線がもう一方の読み取りポジションの
各目盛列のためのインデックスを形成し、そしてそのコ
ード間隔内で検出された内挿値だけに対して平均値作り
出すこと、固定の走査系と回転可能な走査系との間の 角度の大きさがそのコード化された目盛の読み取りと内
挿測定とから求められること、および その測定目盛およびその完全コード化され た目盛が同時的に上記の固定走査系と回転可能走査系と
によって読み取られること を特徴とする、上記角度測定装置。
(1) Rotary protractors, inter alia for geodetic instruments, with a series of incrementally scored graduations as measuring graduations, and pulse generators that divide each graduation interval into an equal number of parts, and the value and content of the interval. an optoelectronic scanning system for measuring the value of the fixedly arranged at an angle whose angle can be varied), comprising means for optical reading of said protractor and subsequently arranged devices for evaluating and displaying the measured values; In the measuring device, the rotary protractor is provided with at least one fully coded graduation column coaxially with the incremental graduation graduation column; The graduation lines on the dial form an index for each graduation column of the other reading position and produce an average value only for the interpolated values detected within that code interval, with a fixed scanning system. that the magnitude of the angle between the rotatable scanning system and the rotatable scanning system is determined from the reading of the coded graduation and the interpolated measurement, and that the measurement graduation and the fully coded graduation are simultaneously An angle measuring device as described above, characterized in that it is read by a fixed scanning system and a rotatable scanning system.
(2)回転分度盤の目盛を或るコンピュータプログラム
に従って走査し、このプログラムはその分度盤の目盛分
割誤差に依存する函数である、特許請求の範囲第1項記
載の角度測定装置。
(2) The angle measuring device according to claim 1, wherein the scale of the rotary protractor is scanned according to a certain computer program, the program being a function depending on the scale division error of the rotary protractor.
(3)回転分度盤の読み取りを、追加的な目盛刻線かま
たは予め与えられたコードワードである、或る零点マー
クによって作動させる、特許請求の範囲第1または第2
項記載の角度測定装置。
(3) The reading of the rotary protractor is activated by a certain zero mark, which is an additional graduation line or a predetermined code word.
Angle measuring device as described in section.
(4)その目盛間隔の値が、測定目盛列の個々の目盛間
隔の、一個のコードワードの長さを包含する数から作り
出された平均値を表わす、特許請求の範囲第1項記載の
角度測定装置。
(4) An angle according to claim 1, the value of which graduation interval represents an average value created from a number encompassing the length of one code word of the individual graduation intervals of the measuring graduation row. measuring device.
(5)内挿間隔の値が、測定目盛の内挿間隔の、一個の
コードワードの長さを包含する数から作り出された平均
値を表わす、特許請求の範囲第1または第4項記載の角
度測定装置。
(5) The value of the interpolation interval represents an average value created from a number encompassing the length of one code word of the interpolation interval of the measurement scale. Angle measuring device.
(6)目盛間隔の値と内挿間隔の値とが固定走査系と回
転可能走査系において形成される、特許請求の範囲第1
、第4または第5項記載の角度測定装置。
(6) The value of the graduation interval and the value of the interpolation interval are formed in a fixed scanning system and in a rotatable scanning system.
, the angle measuring device according to item 4 or 5.
(7)目盛間隔の値と内挿間隔の値とが、各走査系を用
いて分度盤の固定または回転可能な半径線または直径線
のところで読み取られ且つその角度の平均値を決定する
、特許請求の範囲第1、第4、第5または第6項記載の
角度測定装置。
(7) the value of the graduation interval and the value of the interpolation interval are read at a fixed or rotatable radius or diameter line of the protractor using each scanning system and the average value of the angle is determined; An angle measuring device according to claim 1, 4, 5 or 6.
(8)完全コード化目盛列の両側に同心的に少なくとも
一つ以上の増分的刻線目盛が、および/または増分的刻
線目盛の両側に同心的に少なくとも一つ以上の完全コー
ド化された目盛列が設けられている、特許請求の範囲第
1項記載の角度測定装置。
(8) at least one or more incremental tick marks concentrically on either side of a fully coded tick row, and/or at least one fully coded tick mark concentrically on either side of an incremental tick mark row; An angle measuring device according to claim 1, wherein a scale row is provided.
(9)角度の内挿の値が目盛間隔値と内挿間隔値とのそ
れぞれの平均値から得られる、特許請求の範囲第1項記
載の角度測定装置。
(9) The angle measuring device according to claim 1, wherein the interpolated value of the angle is obtained from the respective average values of the scale interval value and the interpolation interval value.
(10)分度盤の半径線および直径線を検出するための
回転可能走査系および固定走査系が同一の目盛を上方か
らの照明光で、または透過光で上下から走査検出する、
特許請求の範囲第1項記載の角度測定装置。
(10) A rotatable scanning system and a fixed scanning system for detecting the radius line and diameter line of the protractor board scan and detect the same scale from above and below using illumination light from above or transmitted light;
An angle measuring device according to claim 1.
(11)零点マークが固定走査系のマークと一致したと
きに回転可能な走査系のマークのところの完全コード化
目盛の読み取りが行なわれる、特許請求の範囲第1、第
3、または第10項記載の角度測定装置。
(11) The reading of the fully coded graduation at the mark of the rotatable scanning system takes place when the zero mark coincides with the mark of the fixed scanning system. The angle measuring device described.
(12)コンピュータパルス信号が走査系の上記マーク
のところおよび回転可能走査系の上記マークのところの
完全コード化目盛の読み取りを同時に作動させ、そして
角度の度数値を両読み取り値の差額として形成する、特
許請求の範囲第1、第2、または第10項記載の角度測
定装置。
(12) A computer pulse signal simultaneously activates the reading of the fully coded scale at said mark on the scanning system and at said mark on the rotatable scanning system, and forms the degree value of the angle as the difference between the two readings. , an angle measuring device according to claim 1, claim 2, or claim 10.
JP24427985A 1984-11-01 1985-11-01 Angle measuring device particularly for geodetic instrument Pending JPS61112914A (en)

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DD26896384A DD228054A1 (en) 1984-11-01 1984-11-01 ARRANGEMENT FOR ANGLE MEASUREMENT, ESPECIALLY FOR GEODAETIC DEVICES
DD01C/268963-3 1984-11-01

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