[其他]微机遥测垂线坐标仪

说明书

本发明属于遥测垂线座标仪器。

在已有技术中，遥测垂线座标仪是由包含探测器，电子控制装置的一次仪表以及包含线驱动器，微型终端，数据采集器的二次仪表所组成。由步进电机拖动的线性机构带动光电开关探测器进行探测，分别从两对光电开关得到垂线在两个正交轴线（X和Y）上的到位信号。信号电平通过以微处理器为主的电子控制装置向二次仪表发送数据，二次仪表将数据处理后进行显示同时监控整机工作。

在已有技术中，微处理器配用串行接口，故每个探测器均要配置一个主要由微处理器组成的电子控制装置，加上二次仪表的三大部件（线驱动器，微型终端，数据采集器），造成整个仪器电路复杂，成本高，体积大，操作难，也增加了不可靠的因素。

本发明的目的是减少上述电子控制装置的数量，也就是减少微处理器及其它电子元件的使用数量，仅用一个配用並行输出接口的单板计算机来控制所有的探测器，並将步进电机驱动器，可逆计数器，显示器与上述单板计算机组装在一个机箱内，达到简化整个仪器系统的电路及其结构，降低成本，提高可靠性。

本发明的技术解决方案如图1所示，启动单板计算机〔10〕的控制程序，输出接口〔11〕输出一信号，打开选通器〔6〕的控制门，使某一垂线探测器处于工作状态。同时，Y座标脉冲发生器控制门〔3〕也被打开，脉冲发生器开始输出脉冲信号，经过环形分配器〔4〕，得到多相的节拍脉冲，送入步进电机驱动电路〔5〕进行放大，当步进电机驱动电路〔5〕与选通器〔6〕同时有输出时，步进电机线性机构〔2〕工作，带动装有光电开关的探测头进行探测。同时，可逆计数器〔7〕开始计算送往步进电机的脉冲数，並以十进制的形式在数字显示〔8〕上读出。脉冲发生器及控制门〔3〕还同时通过输入接口〔9〕向单板计算机〔10〕输出脉冲，单板计算机开始监测整个系统工作。

当Y座标轴上的光电开关〔1〕探测到垂线时，产生一个到位电信号，通过步进电机线性机构〔2〕，关闭脉冲发生器及控制门〔3〕，使步进电机停止转动，探测头停止工作。可逆计数器〔7〕停止计数。同时，该到位信号通过输入接口〔9〕进入单板计算机〔10〕，启动打印机〔12〕的程序，将垂线的Y座标值打印下来。手动切换开关〔13〕的作用是当计算机发生故障时，可以用手动控制测量的过程进行。

垂线的X座标值测量过程的控制原理与Y座标相同。

图1中虚线框内的光电开关〔1〕，步进电机线性机构〔2〕，选通器〔6〕组装在一个壳体内成为一次仪表，单板计算机〔10〕，打印机〔12〕，输入输出接口〔9〕〔11〕，脉冲发生器及控制门〔3〕，环形分配器〔4〕，步进电机驱动电路〔5〕，可逆计数器〔7〕，数字显示〔8〕，手动切换开关〔13〕组装在一个机壳内成为二次仪表，一次仪表与二次仪表之间即：从输出接口〔11〕到选通器〔6〕之间用通信电缆连接。

本发明的优点在于减少了电子控制装置的数量，所有的探测器只用一个单板计算机控制，並简化了二次仪表的电路结构，降低了成本，提高了可靠性，同时还具有体积小，操作简便的优点。

图1为整机电路方框图。

图2为光电开关〔1〕的电路图。

图3为步进电机线性机构〔2〕的简图。

图4为脉冲发生器及控制门〔3〕的电路图。

图5为环形分配器〔4〕，步进电机驱动电路〔5〕的电路图。

图6为可逆计数器〔7〕，数字显示〔8〕的电路图。

图7为输入接口〔9〕的电路图。

图8为输出接口〔11〕，手动切换开关〔13〕的电路图。

图9为选通器〔6〕的电路图。

图10为单板计算机〔10〕的方框图。

附图2－9描述了本发明的一个实施例。

参看图2，它是光电开关〔1〕的电路图。当被测垂线遮住红外发光二极管时，T₁输出一个高电平信号，经单电源运算放大器8FC7放大后，通过限流电阻R₅，使T₂导通，继电器Jg的合，Jg的触点电压通过线性机构上的限位开关送到脉冲发生器控制门和输入接口。计算机检测到这个信号后，一是启动打印程序自动记录，二是使光电开关探测头退出到位状态，退回另位后等待进行下一次探测。

图3为步进电机线性机构简图。Y向步进电机（3）按接收到的脉冲数产生角位移，丝杆螺母线性机构（8）将角位移转变为直线位移，驱动光电探测头（2）移动，探测到垂线（1）后，产生到位信号，控制Y步进电机停止。Y另位开关（4）及终点开关（7）作为行程控制用。

（5）为X向步进电机，（6）为X零位开关，（9）为X终点开关。