RU2453811C1 - Электронный уровень - Google Patents
Электронный уровень Download PDFInfo
- Publication number
- RU2453811C1 RU2453811C1 RU2010152078/28A RU2010152078A RU2453811C1 RU 2453811 C1 RU2453811 C1 RU 2453811C1 RU 2010152078/28 A RU2010152078/28 A RU 2010152078/28A RU 2010152078 A RU2010152078 A RU 2010152078A RU 2453811 C1 RU2453811 C1 RU 2453811C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hundred
- inputs
- decoder
- outputs
- sixtieth
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для контроля горизонтальности поверхностей изделий и в строительстве. Сущность изобретения в том, что в электронный уровень, содержащий блок обработки сигналов, вводятся блок излучателя, матрица приборов с зарядовой инжекцией /ПЗИ/ и плоскопанельный дисплей, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты. При этом блок обработки сигналов включает четыре идентичных шифратора и блок индикации. Техническими результатами являются выполнение контроля горизонтальности поверхности синхронно по двум координатам и визуальное наблюдение отклонения от горизонтали на экране плоскопанельного дисплея. 4 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для контроля горизонтальности поверхностей изделий и в строительстве.
Прототипом принят "Электронный уровень" [1, с.404], содержащий магнитоэлектрический измерительный преобразователь и электронный блок обработки сигналов. Недостаток прототипа: контроль горизонтальности поверхности по одной координате и отсутствие визуального наблюдения процесса измерения.
Техническими результатами являются выполнение контроля горизонтальности поверхности синхронно по двум координатам и визуальное наблюдение отклонения от горизонтали на экране плоскопанельного дисплея. Сущность изобретения в том, что в электронный уровень, содержащий блок обработки сигналов, вводятся блок излучателя, матрица приборов с зарядовой инжекцией /ПЗИ/ и плоскопанельный дисплей.
Структурная схема электронного уровня на фиг.1, блок излучателя на фиг.2, плоскопанельный дисплей на фиг.3, принцип получения координат отклонения от горизонтали в двух направлениях на фиг.4. Электронный уровень содержит /фиг.1/ непрозрачный корпус 1, внутри которого расположен блок 2 излучателя, матрица 3 приборов с зарядовой инжекцией /ПЗИ/ из КНОП-датчиков [2, с.832, 833] с разрешением 720×720 пикселов, блок 4 обработки сигналов, включающий четыре идентичных шифратора 5, 6, 7, 8 и блок 9 индикации, последовательно соединенные генератор 10 тактовых импульсов и делитель 11 частоты, первый 12 и второй 13 ключи, управляющие входы которых объединены и подключены к первому выходу делителя 11 частоты, второй и третий выходы подключены соответственно к сигнальным входам ключей 12, 13, и плоскопанельный дисплей 14. Матрица ПЗИ 3 установлена и закреплена под верхней стороной корпуса 1, фоточувствительная сторона матрицы ПЗИ 3 строго параллельна опорному /нижнему/ основанию корпуса 1 и расположена в фокальной плоскости объектива блока 2 излучателя, который содержит /фиг.2/ цилиндрический корпус 15, в центре которого имеется две полуоси 18, внутри корпуса 15 размещен светодиод 16 белого излучения, в верхнем торце корпуса 15 размещен объектив 17, на нижний конец корпуса 15 навинчивается соответствующего веса груз 19 с отверстием по оси, груз 19 выполняет роль отвеса, блок 2 излучателя содержит подвижную рамку 20 с двумя полуосями 21 и двумя подшипниками скольжения для полуосей 18 в центрах сторон противоположные сторонам с полуосями 21, в подшипниках скольжения размещаются внешние концы полуосей 18, содержит внешнюю неподвижную рамку 22, жестко соединенную с корпусом 1 электронного уровня и имеющую тоже два подшипника скольжения в центрах двух сторон неподвижной рамки 22 для размещения в них концов полуосей 21 подвижной рамки 20, цилиндрический корпус 15 имеет две степени свободы перемещения, перпендикулярные друг другу, выполняемые поворотом корпуса 15 под действием груза 19 относительно подвижной рамки 20 в плоскости X и поворотом корпуса 15 совместно с подвижной рамкой 20 относительно неподвижной рамки 22 в плоскости Y. Блок 4 обработки сигналов выполняется из четырех идентиных шифраторов 5, 6, 7, 8 и блока 9 индикации. Входы первый-триста шестидесятый /1-360/ каждого шифратора 5-8 подключены к соответствующим первому-триста шестидесятому /1-360/ выходам матрицы ПЗИ 3, информационные первый-десятый выходы каждого шифратора 5-8 подключены к соответствующим первому-десятому входам блока 9 индикации, выходы знака минус "1" с шифраторов 5 /-X/ и 7 /-Y/ подключены к соответствующим двум входам в блоке 9 индикации. Управляющие входы Uвыд шифраторов 5-8 и вход светодиода 16 /фиг.1/ через осевое отверстие в грузе 19 объединены и подключены к первому выходу /25 Гц/ делителя 11 частоты.
Плоскопанельный дисплей 14 включает первый 23, второй 24, третий 25 и четвертый 26 идентичные дешифраторы, входы первый-десятый каждого из них подключены к первому-десятому выходам своего шифратора 5-8, и включает /фиг.3/ четыре идентичных канала формирования управляющих сигналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные дешифратор 27 /29, 31, 33/ и блок 28 /30, 32, 34/ импульсных усилителей, и экран 35. Каждый блок импульсных усилителей 28, 30, 32, 34 содержит 129600 импульсных усилителей /360×360/, выходы блоков импульсных усилителей подключены параллельно к соответствующим своим 129600 входам экрана, всего входов 518400: 129600×4.
В первом канале формирования управляющих сигналов 1-360 входы дешифратора 27 подключены соответственно к 1-360 выходам первого дешифратора 23, а 361-720 входы дешифратора 27 подключены соответственно к 1-360 выходам третьего дешифратора 25 /-Y/, во втором канале 1-360 входы дешифратора 29 подключены к 1-360 выходам первого дешифратора 23 /-X/, а 361-720 входы дешифратора 29 подключены соответственно к 1-360 выходам четвертого дешифратора 26 /Y/, в третьем канале 1-360 входы дешифратора 31 подключены соответственно к 1-360 выходам второго дешифратора 24 /X/, а 361-720 входы дешифратора 31 подключены к 1-360 выходам четвертого дешифратора 26 /Y/, в четвертом канале 1-360 входы дешифратора 33 подключены соответственно к 1-360 выходам второго дешифратора 24 /X/, а 361-720 входы дешифратора 33 подключены к 1-360 выходам третьего дешифратора 25 /-Y/. Экран 35 представляет матрицу из 720×720 излучающих элементов /518400/, выполненных в прозрачном материале экрана 35. Каждый излучающий элемент является миниатюрным светодиодом белого излучения диаметром 0,5 мм, в качестве которых могут быть использованы светодиоды OLED [3, с.7-9]. Частота тактовых импульсов генератора 10 составляет:
fт=25 Гц×720×720=12,96 МГц,
где: 25 Гц - частота выдачи измерений с шифраторов 5-8, частота кадров на экране 35,
720 - число строк в матрице ПЗИ 3,
720 - число отсчетов /пикселов/ в строке.
Частота строк fс=25 Гц×720=18 кГц.
Диапазон отклонения луча излучателя /фиг.1/ от центра координат матрицы ПЗИ 3 принимается ±5°, разрешение измерений по X, Y плоскостям матрицы ПЗИ 3 /фиг.4/ составляет:
360 - число пикселей в одной четверти плоскости матрицы ПЗИ 3. Горизонтальность опорной /нижней/ стороны корпуса 1 прибора выполняется с погрешностью, в три раза меньшей, чем погрешность электронного уровня, чтобы она не влияла на результаты измерений.
Шифраторы 5-8 преобразуют сигнал с пиксела матрицы ПЗИ 3 в выходной десятиразрядный параллельный двоичный код: 360→1010101000.
Блок 9 индикации включает соответствующее число дешифраторов /микросхемы типа К514ИЛ2 [4, с.93]/, преобразующие двоичные коды с шифраторов 5-8 в десятичные числа, высвечиваемые на табло блока 9 индикации. Координаты -X во второй и третьей четвертях матрицы ПЗИ 3 и координаты -Y в третьей и четвертой четвертях имеют знак минус, шифраторы 5 /-X/ и 7 /-Y/ вместе с выдачей кодов выдают и сигнал минус "1", который высвечивается как знак "-" перед значением координаты.
Работа устройства
Для измерения отклонения поверхности изделия от горизонтали корпус 1 прибора нижней стороной ставится на проверяемую поверхность, включается питание прибора. Излучение светодиода 16 /фиг.1/ фокусируется объективом 17 на поверхности матрицы ПЗИ 3. Импульсы 25 Гц открывают ключи 12, 13, на первый вход матрицы ПЗИ 3 с ключа 12 поступают импульсы частоты строк 18 кГц для считывания сигнала строки /координата Y/, на второй вход матрицы ПЗИ 3 поступают импульсы 12,96 МГц для считывания сигнала с облученного пиксела в строке /координата X/. С двух выходов матрицы ПЗИ 3, соответствующих положению пиксела, следуют два сигнала: один в шифратор 7 /-Y/ или 8 /Y/, второй в шифратор 5 /-X/ или 6 /X/. Коды координат поступают в блок 9 индикации, в котором они преобразуются в десятичные числа, параллельно коды поступают в плоскопанельный дисплей 14, на экране 35 высвечивается один светодиод, соответствующий положению засвеченного пиксела в матрице ПЗИ 3, и подсвечивается перекрестие экрана 35. Оператор убеждается наглядно в отклонении контролируемой поверхности, а на табло блока 9 индикации высвечивается результат отклонения поверхности от горизонтали. Заявляемый электронный уровень выполняет мгновенное измерение отклонения контролируемой поверхности от истинной горизонтали синхронно в двух взаимно перпендикулярных направлениях с погрешностью ±25″ и дает изображение отклонения на экране 35. Прибор выполняется малогабаритным с автономным питанием, пригоден для контроля горизонтальности поверхности изделий производства и в строительных работах, в том числе в полевых условиях.
Использованные источники
1. Т.В.Корнеева. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. М., 1990, с.404.
2. Колеениченко О.В., Шишигин И.В. Аппаратные средства PC. 5-е изд., СПб., 2004, с.832-833.
3. "Радио" №6, 2008, с.7-9.
4. В.И.Иванов, А.И.Аксенов, A.M.Юшин. Полупроводниковые оптоэлектронные прибоы. Справочник. М., 1984, с.93.
Claims (1)
- Электронный уровень, содержащий блок обработки сигналов, отличающийся тем, что в его непрозрачный корпус вводятся блок излучателя, матрица приборов с зарядовой инжекцией (ПЗИ), плоскопанельный дисплей, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты, первый и второй ключи, управляющие входы которых объединены и подключены к первому выходу делителя частоты, второй и третий выходы которого подключены к сигнальным входам соответственно первого и второго ключей, блок излучателя содержит цилиндрический корпус с двумя полуосями в центре корпуса, в котором расположен светодиод белого излучения, в верхнем торце корпуса размещен объектив, на нижний конец корпуса навинчивается груз (отвес) с отверстием по оси, содержит подвижную рамку с двумя полуосями и двумя подшипниками скольжения в центрах сторон, противоположных сторонам с полуосями, в подшипниках скольжения размещаются полуоси цилиндрического корпуса, содержит внешнюю неподвижную рамку, жестко соединенную с корпусом электронного уровня и имеющую два подшипника скольжения в центрах двух сторон неподвижной рамки, в которых размещаются полуоси подвижной рамки, цилиндрический корпус блока излучения имеет две степени свободы перемещения, перпендикулярные друг другу, первая выполняется поворотом цилиндрического корпуса относительно подвижной рамки в плоскости Y, вторая выполняется поворотом цилиндрического корпуса совместно с подвижной рамкой относительно внешней неподвижной рамки в плоскости X, матрица ПЗИ с разрешением 720×720 пикселей установлена и закреплена под верхней стороной корпуса электронного уровня, фоточувствительная сторона матрицы ПЗИ параллельна опорному (нижнему) основанию корпуса электронного уровня и расположена в фокальной плоскости объектива цилиндрического корпуса блока излучателя, первый и второй управляющие входы матрицы ПЗИ подключены к выходам соответственно первого и второго ключей, блок обработки сигналов выполняется из четырех шифраторов и блока индикации, первый-триста шестидесятый входы каждого шифратора подключены соответственно к первому-триста шестидесятому соответствующим выходам матрицы ПЗИ, информационные первый-десятый выходы каждого шифратора подключены к соответствующим входам блока индикации, к соответствующим двум входам которого подключены выходы сигналов минус ("1") первого и третьего шифраторов, управляющие входы Uвыд первого-четвертого шифраторов блока обработки сигналов и вход светодиода блока излучателя через осевое отверстие в грузе цилиндрического корпуса объединены и подключены к первому выходу делителя частоты, плоскопанельный дисплей включает первый, второй, третий и четвертый дешифраторы, четыре идентичных канала формирования управляющих сигналов, каждый из которых включает последовательно соединенные дешифратор и блок импульсных усилителей, и экран, информационные первый-десятый входы первого-четвертого дешифраторов подключены к первому-десятому выходам соответственно первого-четвертого шифраторов блока обработки сигналов, в первом канале формирования управляющих сигналов первый-триста шестидесятый входы дешифратора первого канала подключены соответственно к первому-триста шестидесятому выходам первого дешифратора, а триста шестьдесят первый-семьсот двадцатый входы дешифратора первого канала подключены соответственно к первому-триста шестидесятому выходам третьего дешифратора, во втором канале формирования управляющих сигналов первый-триста шестидесятый входы дешифратора второго канала подключены соответственно к первому-триста шестидесятому выходам первого дешифратора, а триста шестьдесят первый-семьсот двадцатый входы дешифратора второго канала подключены соответственно к первому-триста шестидесятому выходам четвертого дешифратора, в третьем канале формирования управляющих сигналов первый-триста шестидесятый входы дешифратора третьего канала подключены соответственно к первому-триста шестидесятому выходам второго дешифратора, а триста шестьдесят первый-семьсот двадцатый входы дешифратора третьего канала подключены соответственно к первому-триста шестидесятому выходам четвертого дешифратора, в четвертом канале формирования управляющих сигналов первый-триста шестидесятый входы дешифратора четвертого канала подключены соответственно к первому-триста шестидесятому выходам второго дешифратора, а триста шестьдесят первый-семьсот двадцатый входы дешифратора четвертого канала подключены соответственно к первому-триста шестидесятому выходам третьего дешифратора, каждый блок импульсных усилителей содержит 129600 импульсных усилителей (360×360), выходы блоков импульсных усилителей подключены параллельно к своим 129600 входам экрана, который представляет матрицу из светодиодов белого излучения 720×720, выполненные в прозрачном материале экрана.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152078/28A RU2453811C1 (ru) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | Электронный уровень |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152078/28A RU2453811C1 (ru) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | Электронный уровень |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2453811C1 true RU2453811C1 (ru) | 2012-06-20 |
Family
ID=46681147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010152078/28A RU2453811C1 (ru) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | Электронный уровень |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2453811C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU189162A1 (ru) * | Б. А. Уточкин Институт физики высоких энергий | Электронный уровень | ||
SU1059425A1 (ru) * | 1982-12-07 | 1983-12-07 | Институт Электродинамики Ан Усср | Устройство дл измерени малых углов наклона |
EP0130738A2 (en) * | 1983-06-22 | 1985-01-09 | Eureka Developments Limited | Electronic levelling device |
EP0629283A1 (en) * | 1992-03-07 | 1994-12-21 | Turner Intellectual Property Limited | Levelling device |
FR2765965A1 (fr) * | 1997-07-11 | 1999-01-15 | Jean Pierre Gallo | Micromecanisme optoelectronique de controle de niveau |
JP2002048536A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-02-15 | Nec Kyushu Ltd | 電子式水準器およびそれを用いた水平ステージ |
-
2010
- 2010-12-20 RU RU2010152078/28A patent/RU2453811C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU189162A1 (ru) * | Б. А. Уточкин Институт физики высоких энергий | Электронный уровень | ||
SU1059425A1 (ru) * | 1982-12-07 | 1983-12-07 | Институт Электродинамики Ан Усср | Устройство дл измерени малых углов наклона |
EP0130738A2 (en) * | 1983-06-22 | 1985-01-09 | Eureka Developments Limited | Electronic levelling device |
EP0629283A1 (en) * | 1992-03-07 | 1994-12-21 | Turner Intellectual Property Limited | Levelling device |
FR2765965A1 (fr) * | 1997-07-11 | 1999-01-15 | Jean Pierre Gallo | Micromecanisme optoelectronique de controle de niveau |
JP2002048536A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-02-15 | Nec Kyushu Ltd | 電子式水準器およびそれを用いた水平ステージ |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW200717286A (en) | Method of measuring relative movement in two dimensions of an object and an optical input device using a single self-mixing laser | |
Zhan et al. | Multi-camera and structured-light vision system (MSVS) for dynamic high-accuracy 3D measurements of railway tunnels | |
US8100015B2 (en) | Ultrasonic inspection apparatus and ultrasonic probe used for same | |
CN102608619A (zh) | 光子计数压缩采样相控阵激光三维成像方法 | |
CN103852035B (zh) | 空心螺纹细杆直线度或同轴度的测量机构及采用该机构实现直线度或同轴度的测量方法 | |
CN102620691B (zh) | 地震断层带岩石的断层面形貌测量系统 | |
Chen et al. | A stereo-vision system for measuring the ram speed of steam hammers in an environment with a large field of view and strong vibrations | |
RU2453811C1 (ru) | Электронный уровень | |
CN106225879B (zh) | 高精度非接触式透明液体液位测量装置及测量方法 | |
Murra et al. | Interfacing Arduino boards with optical sensor arrays: Overview and realization of an accurate solar compass | |
CN202485647U (zh) | 地震断层带岩石的断层面形貌测量系统 | |
Leslie et al. | Design, fabrication, and characterization of a novel optical six-axis distributed force and displacement tactile sensor for dexterous robotic manipulation | |
CN101887077A (zh) | 激光投影标尺系统 | |
RU2435135C1 (ru) | Электронный уровень | |
RU2439508C1 (ru) | Измеритель вибрации | |
Chen et al. | An optical crack growth sensor using the digital sampling moiré method | |
Shentu et al. | Research on structure optimization and measurement method of a large-range deep displacement 3D measuring sensor | |
Krummenauer et al. | Comparison of Dimensional Accuracy between a Laser Scanner and a Laser Tracker with Handheld Scan in a Laboratory Setting | |
Zou et al. | Assembled Cantilever Fiber Touch Trigger Probe for Three-Dimensional Measurement of Microstructures | |
Masa et al. | Nanometric resolution absolute position encoders | |
Cheng et al. | Design of Lidar Data Acquisition and Control System in High Repetition Rate and Photon-Counting Mode: Providing Testing for Space-Borne Lidar | |
CN204788270U (zh) | 小模数齿轮精密测量装置 | |
Musico et al. | The Central Logic Board for the KM3NeT detector: Design and production | |
Hu et al. | A Range-Extension Method for an Indoor Standard Device for Large-Scale Length Measurement | |
Xu et al. | Calibration method for a laser-based alignment system |